Problema del circuito BJT [cerrado]

Puede pensarlo de esta manera, la base del transistor estará 0,7 V por encima del emisor que está a -12 V, por lo que la base estará a -11,3 V, el diodo en serie con la base agrega otra protuberancia de 0,7 V, por lo que el voltaje a la derecha de la resistencia de 1K será de -10,6 V, el voltaje del zener es de 5 V y su ánodo está conectado a la fuente de alimentación de -12 V, por lo que el voltaje en el cátodo del zener será de -7 V.

Ahora tiene los voltajes en ambos lados de la resistencia de 1K, y dado que esta resistencia está en serie con la base, la corriente a través de la resistencia es la misma que la corriente de la base, por lo que la corriente es:

La beta del transistor es 30, entonces

Lo cual está mal, porque eso implicaría que el voltaje del colector estaría en -237 V, por lo que el IC actual es simplemente$\frac{0-(-11.8)}{2.2k}=5.36mA$(Usé -11.8 en lugar de -12 debido a los 0.2V de Vce sat)

Mirando su circuito, elimine el zener por ahora y considere la unión del emisor base como un simple diodo. Terminas con esto en el lado de la base.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El voltaje en la parte superior del zener se convierte en

$Vz = - (12-1.4) * 15/16 =-9.9375V$

El voltaje a través del zener entonces es solo$12-9.9375 =2.0625V$entonces el zener está apagado.

La corriente base es entonces simplemente

$Ib= (2.0625-1.4)/1000 =0.6625mA$

Si el transistor no estuviera saturado eso haría

$Ic = 30 * Ib = 19.875mA$

Pero sabemos que la corriente máxima en el colector es$11.8/2200 = 5.36mA$

Como tal, el transistor debe estar saturado y$Ic = 5.36mA$

Suma

Ya que me preguntó sobre el enfoque general de tales problemas, permítame explicarle mi proceso de pensamiento sobre este problema, que es general.

La pregunta pide Ic. Mirando el transistor puedo decir que la corriente del colector no puede ser mayor que cuando está saturado. Con Vcesat a 0,2 V, eso significa que 11,8 V estarían en la resistencia de 2,2 K, por lo que la corriente máxima debe ser de 5,36 mA.

Entonces ahora necesito saber si el transistor está saturado.

Para saber eso, necesito averiguar la corriente base.

Mirando la base, hay un diodo y una resistencia que va a ese zener con la resistencia a tierra. Todavía no puedo decir si el zener está apagado o no, pero si está actuando como un zener, el voltaje a la izquierda del diodo debe ser de 1,4 V. Si el zener está apagado, el voltaje que queda del diodo aún debe ser de 1,4 V, ya que no hay otra ruta de corriente. Como tal, las uniones del emisor de la base y del diodo deben estar polarizadas directamente en cualquier caso. Es decir, definitivamente están encendidos.

Eso me deja con una variable. ¿El zener está encendido o apagado? Sé que para que el zener esté encendido, el voltaje en donde está el zener debe ser al menos el voltaje del zener cuando se quita el zener. Así que eso es matemática bastante simple.

Hago eso, y ahora sé que el zener está apagado y puedo calcular la corriente base a partir del voltaje que acabo de calcular. (Nota: si el voltaje que acabo de calcular hubiera puesto Vz por encima de -7V, sabría que el zener mantendría Vz en -7V).

La conclusión final es simplemente lógica.

En otras palabras, al resolver un problema como este, comience con lo que sabe y trabaje hacia atrás hasta que elimine todas las variables. No es tanto prueba y error, como razonamiento deductivo.