Remodelar el sesgo de retroalimentación del colector con la resistencia del emisor

Para el transistor NPN dado con β = 99 y r mi = 0.02 k Ω , necesito encontrar la ganancia de voltaje usando el análisis de señal pequeña.

Pregunta

Dibujé el equivalente r mi modelo como se muestra a continuación.Diagrama de modelo nuevo

Para encontrar la ganancia de voltaje V o / V i , Primero fui de V i a tierra que dio:

i b = V i ( β + 1 ) ( r mi + R mi ) = V i ( 99 + 1 ) ( 20 Ω + 1 k Ω ) = V i 103.02 k Ω

Traté de escribir la ley actual de Kirchoff en el Nodo 1 que da,KCL en el nodo 1

No tengo más ecuaciones para resolver esto. ¿Puede alguien ayudarme a relacionar V o y V i ?

Creo que debes asumir que la resistencia de carga es infinita, entonces i o = 0 , entonces puedes trabajar la ganancia de voltaje fácilmente. La ganancia de voltaje depende de la resistencia de carga aquí, por lo que obtendrá una expresión desordenada si la incluye
¿Responde esto a tu pregunta? Retroalimentación negativa - equilibrio No, todavía eso es lo que aceptaste. No hay AC NFB
¿Es un problema que permitamos que se analicen diseños ilógicamente sesgados que no tienen retroalimentación negativa de CA pero permiten que el OP acepte una respuesta con NFB de una fuente de voltaje real que desvía toda retroalimentación negativa de CA (NFB) y solo permite NFB de CC pobre con un Voltaje de colector casi saturado, baja impedancia de entrada, baja ganancia y salida de CC de alta compensación. Voté para cerrar pero respondí cambiando la pregunta con Rs=50 y Re=0, que ES un diseño aceptable.
Este diseño no tiene sentido de usar independientemente de cómo lo analice. Normalmente, los objetivos son equilibrar la salida de Vc para señales grandes o oscilaciones de corriente de alta simetría o modulación Vbe baja o THD bajo o salida de oscilación grande o entrada de alta impedancia, o tolerante a una fuente de impedancia alta o al menos una impedancia de salida igual o inferior a la fuente o al menos tener algunos objetivos de diseño, incl. Tasa de cambio de BW o tr o ft. ¿Cuáles de estos se demuestran aquí? ¿ninguno? El título debería ser ¿qué tiene de malo este diseño NPN CE? y enviado de vuelta al autor.

Respuestas (3)

Si define la ganancia de voltaje como Vo/Vi, debe considerar a Vi como una fuente de voltaje ideal. En este caso, no hay retroalimentación de señal del colector a la base porque cada señal de retroalimentación se cortocircuitará (suponiendo que el voltaje de la señal en C1 sea insignificante).

Por lo tanto, la expresión de ganancia es la clásica: ganancia de voltaje de lazo abierto dividida por (1-LG) con ganancia de lazo LG=-gmRe (gm=transconductancia y Re=1kOhm). Usando su notación tenemos: gm=1/re.

Comentario: Como mencionó Tony Stewart, las resistencias divisoras de la base no permiten un punto de polarización adecuado.

usando tu notación, ya veo, A v = R C / R mi 1 L GRAMO = 10 1 + R mi / r mi No puedo ver un resultado correcto aquí.
Si insiste en analizar este diseño académico deficiente con una fuente de voltaje ideal, entonces no hay retroalimentación de CA negativa y el análisis de un sistema de circuito cerrado es falso. Todavía es un sistema de circuito abierto pero tiene una carga de CA adicional. La NFB es solo para DC.
No, la ecuación de Av en su primer comentario es incorrecta. El numerador (ganancia de voltaje de bucle abierto) es -(gmRc)=-Rc/re. En palabras: transconductancia x resistencia de colector efectiva. Lo que ha escrito (en el numerador) es una aproximación aproximada de la ganancia de bucle cerrado.
mi error por leerte mal "Ganancia de voltaje de bucle abierto dividida por (1-LG) con ganancia de bucle LG=-gmRe (gm=transconductancia y Re=1kOhm) Aol=-Rc/(re+Re) y tenías LG=- gmRe Pero no hay circuito cerrado de CA. con retroalimentación negativa . Solo DC NFB, ya que asumió una fuente de voltaje real ... lo que significa que su respuesta y mi comentario sobre su respuesta son incorrectos. Toda la pregunta debe eliminarse.
Por supuesto, hay un lazo cerrado de ca causado por Re. ¿Quieres que te lo muestre? Más que eso, Aol=gmReff=Reff/re con Reff=10k||10k=5k (suponiendo una fuente de señal ideal sin resistencia de fuente interna). ¿Por qué recomienda eliminar la pregunta?
Parece una contradicción y la declaración de apertura de @jonk está bastante de acuerdo conmigo
realmente es simplemente ganancia de bucle abierto A V R C ∣∣ R B R mi + r mi y no mucha ganancia de voltaje para una pérdida en la ganancia de potencia. La única pregunta sensata estaría en mi respuesta con Re = 0 y Rs = 50 ohmios, entonces Acl tiene sentido
Para mí, ganancia de bucle abierto significa: Ganancia sin retroalimentación de señal. Y este es el caso de RE=0 o, alternativamente, RE puenteado con un condensador grande. Para una resistencia de fuente de señal finita, el circuito que se muestra en la pregunta tiene DOS bucles de retroalimentación de señal (RE con retroalimentación de voltaje controlado por corriente y RB con retroalimentación de corriente controlada por voltaje). Sin embargo, es otra cuestión si dicho circuito tiene sentido.

r mi es irrelevante ganar aquí con Re=1k.

  • Los valores de la resistencia base son incorrectos.

  • La base a tierra debe ser de aproximadamente 40x Re = 40k

  • La retroalimentación Rcb debe ser mucho mayor que 40k para polarizar el colector cerca de Vcc/2

  • La impedancia de la fuente debe ser de 50 ohmios y, si es mayor, la impedancia de entrada reducida por NFB atenuará la fuente.

  • Con 0,5 mA = es decir, puede esperar hasta un 85 % de ganancia de bucle abierto de 10=Rc/Re hasta Rc/Re=100

  • este % depende de la atenuación de la retroalimentación de entrada y las ganancias >100 son difíciles de optimizar, así que no lo intente.

  • para Av=-100, Re=0 Rs= 50, Rcb=10k , Rc= 10k, Vcc=10V, la ganancia aumenta con Ic y por lo tanto con Vcc.

La forma de ver cuál es la ganancia real es aceptar algo que LvW acertó absolutamente: que no hay comentarios negativos de los que preocuparse. Eso es porque la base está siendo impulsada directamente por una fuente ideal. Lo siguiente que debe darse cuenta es que su resistencia efectiva del colector es el paralelo de la resistencia del colector base (lo llamaré R B ) y la resistencia positiva del colector de suministro (lo llamaré R C ), o 5 k Ω . La razón por la que esto es cierto es que el extremo base de R B es impulsado por un suministro ideal y el extremo superior de R C es conducido por V CC . Entonces el colector "ve" dos resistencias en paralelo.

En este punto, realmente es A V R C ∣∣ R B R mi + r mi .

Usando un tamaño lo suficientemente grande V CC puede obtener un sesgo DC aceptable. Es solo que tendría que ser más alto de lo que a menudo se espera. El sesgo de DC definitivamente podría mejorarse.

Veamos lo que afirman. Ellos afirman que r mi = 20 Ω . Esto implica que I mi = 1.3 mamá (más o menos un poco dependiendo de lo que tome como la temperatura del dispositivo). Esto significa que los voltajes de los terminales BJT son: V mi = 1 k Ω 1.3 mamá = 1.3 V , V C = V CC 10 k Ω ( 1.3 mamá β β + 1 ) , y V B = V C 10 k Ω ( 1.3 mamá 1 β + 1 ) . Dado que para el funcionamiento activo debe ser que V C V mi 1 V (el 1 V proviene de un voltaje de emisor base estimado de 700 mV más otro 130 mV necesario a través R B para suministrar la corriente base más cierta asignación para las excursiones de la señal de salida, etc., en realidad debería ser mucho más que eso, en la práctica) puede resolver eso en su caso V CC 15.13 V . Por lo tanto, puede estar sesgado por CC. Pero con salvedades. Si quisiera espacio para la señal de salida, necesitaría más.