¿Cómo calculo realmente estas resistencias?

Estoy aprendiendo sobre eso.

Me gustaría centrarme en este circuito.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Estoy tratando de calcular R10 y R11.

Quiero Ic = 10 mA. El transistor es 2N2222A.

Este es un amplificador. Si entendí cómo funcionan los amplificadores, quiero que Vc esté en el medio del riel, para que el amplificador tenga la máxima oscilación de salida. El circuito está alimentado por una batería de 9V, por lo que la mitad del riel = Vc = 4.5V.

Entonces, he calculado Rc como:

R C = V C C V C mi yo C

R C = 9 4 , 5 10 × 10 3

R C = 450 ohmios

He calculado Ib así:

yo C = β yo B

β = 225 para 10mA

asi que,

yo B = 44 , 44 m A

Por lo tanto,

R B = V C C V B mi yo B

R B = 9 0 , 7 44 , 4444 × 10 6

R B = 186 , 750 ohmios

El problema es que cuando pongo eso en el simulador me da un Vc igual a 4.24V, casi en la mitad del riel pero no exactamente y lo peor es que el simulador me da un Vbe = 0.562V.

Hasta donde yo sé, este transistor de silicio necesitará 0,7 V para funcionar y el valor del simulador no muestra que todo funcionará como se esperaba.

¿Cómo se hacen realmente estos cálculos, teniendo en cuenta las diferencias entre la teoría y el mundo real?

Esto es normal porque el voltaje Vbe no es constante, cambiará con la corriente Ib. Además, el valor beta también cambiará con la corriente Ic. Además, cada BJT tendrá un valor beta diferente para una corriente determinada. El valor beta también cambiará con la temperatura y con el voltaje Vce. Entonces, para lograr que el voltaje Vc sea exactamente igual a 4,5 V, debe ajustar el valor de la resistencia Rb en ​​la mesa de trabajo.
SpaceDog: la configuración en la respuesta de Dan Mill es el amplificador de transistor para comenzar a aprender. El divisor de voltaje R3/4 establece el voltaje base. Esto establece el voltaje del emisor como un vbe menos. Esto establece la corriente del emisor a través de R5. Esto establece la corriente del colector (ignore la corriente base como insignificante) que establece el voltaje del colector a través de R1. Su amplificador de emisor común no se usa en la práctica hasta que se vuelve inevitable, y luego solo lo usan EE experimentados. Trate la configuración del emisor común como un interruptor, vbe > 0.7v activado, vbe < 0.7v desactivado.

Respuestas (3)

Ha realizado los cálculos correctamente, pero la base completa de los cálculos es solo una aproximación aproximada del comportamiento del transistor. Como ves, V B mi no es realmente exactamente 0.7V (la mayor parte del tiempo) y el β no es exactamente 225 (la mayoría de las veces).

Este tipo de polarización es muy sensible a las variaciones en los parámetros del transistor, por lo que no se usa mucho en la práctica. Un mejor esquema de polarización utiliza cuatro resistencias, con un divisor de tensión para la tensión de polarización base y una resistencia desde el emisor a tierra (para una pequeña retroalimentación negativa).

Gracias. Conozco los problemas que tiene este tipo de circuito. Solo estoy siguiendo todo tipo de prejuicios. Una pregunta es: ¿funcionará este circuito en la práctica, con los valores que he calculado?
@SpaceDog Pruébalo y verás. Pero, sí, funcionará en la región activa con seguridad. Tengo una pregunta donde se puede comprar una resistencia con un valor de 186.750kΩ? En la electrónica del mundo real, debido a la tolerancia de los componentes, no es necesario calcular los valores de los componentes con demasiada precisión y lugares significativos.
está bien. Ese fue solo el valor exacto calculado. Gracias
"¿Funcionará este circuito en la práctica?": si su "práctica" significa una temperatura ambiente de 25 ° C y si selecciona el transistor con b = 225, entonces sí. Si va a "practicar" este circuito en Alaska o en Texas, probablemente no tan bien como desea.
@ G36 tome una resistencia estándar y comience a afeitarse ;-)

Has hecho los cálculos correctamente.

Sin embargo, su esquema de polarización solo funcionará bien con un conjunto de parámetros de transistor, es muy sensible a las variaciones en beta. Un mejor esquema de polarización mantendrá un buen punto de polarización incluso con variaciones del transistor.

A continuación se muestra uno más estable.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La resistencia de 450 ohmios se calcula como lo ha hecho, al igual que la corriente base. Luego tomé aproximadamente 10x Ib, una buena ronda de 500uA, y calculé las resistencias para darme una caída de 700mV y 3.8v en esa corriente. Esa corriente permanente inunda las variaciones en Ib con beta.

Como el transistor querrá tratar de mantener alrededor de 0.7v en la base, actuará como un amplificador para tratar de mantener el colector en 4.5v. R3 se puede dividir en 2 partes con el punto medio desacoplado a tierra para restaurar la ganancia de CA.

Notará que no he intentado permitir que la corriente base se obtenga del divisor R2/3. Esto es deliberado. Muestra que cuando tiene un esquema de polarización más estable, puede salirse con la suya con errores significativos y aún tener un amplificador que funcione. A medida que aumenta la beta del transistor, la corriente de base cae. Si tiene un esquema que funcionará bien con corriente de base cero, significa que su diseño se puede cambiar para usar un transistor realmente bueno, y seguirá funcionando.

En la respuesta de Dan se muestra un circuito aún más estable. Bien podría pasar por alto R5, o una parte de él, con un condensador, si desea más ganancia que Rc/Re.

No usas ese circuito en el mundo real....

Beta está horriblemente mal especificado en los transistores bipolares reales (por ejemplo, una hoja de datos BC548 aleatoria que acabo de mirar da Hfe como 110 (mínimo), 800 (máximo), y variará con la temperatura y de un dispositivo a otro, por lo que sesga la forma en que están tratando de hacerlo no dará nada bueno como resultado.

Mucho más común es usar un esquema como el siguiente:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Aquí, la resistencia del emisor proporciona retroalimentación negativa (su caída de IR se resta del voltaje base), por lo que Beta se vuelve (siempre que sea lo suficientemente grande) en su mayoría irrelevante, generalmente los circuitos reales hacen un uso extensivo de la retroalimentación negativa para eliminar la dependencia de cosas mal controladas como el dispositivo Beta. La otra cosa buena de este circuito es que la ganancia es (en una primera aproximación) la relación de Rc a Re.

Para un amplificador lineal, tienes razón. Para un cambio simple, esta red de sesgo es perfectamente aceptable, siempre que recuerde considerar la versión beta del peor de los casos.
@ JohnR.Strohm Para un interruptor, sin embargo, generalmente desea que el dispositivo esté saturado, en cuyas circunstancias desea MUCHO más corriente base de lo que implicaría Ie / beta, por lo general, para saturar completamente un BJT, ¡está viendo una beta efectiva de aproximadamente 10!