Sutilezas del circuito emisor.

Característica de salida de una configuración de emisor común - 6306771

En este contexto, las “sutilezas” se refieren a los detalles sutiles, las complejidades y las peculiaridades del diseño, análisis y operación de la configuración del emisor común. Estas complejidades incluyen áreas como el manejo de carga, control de impedancia, optimización de respuesta y comprensión de capacitancia e inductancia. Además, aclaran las técnicas de acoplamiento y desacoplamiento y la importancia de las disposiciones de derivación. Comprender estas facetas es crucial para que los ingenieros electrónicos y los aficionados construyan amplificadores eficientes y estables. Además, ayuda a quienes estudian electrónica a comprender los principios subyacentes de los circuitos basados ​​en transistores.

Principio de conexión del remitente

Considere un transistor NPN en una configuración de emisor común. En esta configuración, la corriente base IB es la corriente de entrada y la corriente del colector IC es la corriente de salida.
Sabemos, I C = I C + I b

y yo C = αI E + i CBO

= (I C + I b ) + I CBO o
I C (1-α) = αI b + I CBO

I C = (α/(1-α))I b + I CBO /(1-α)

Sutilezas del circuito emisor.
  • Una configuración de emisor común es un circuito amplificador de transistores que utiliza un transistor NPN.
  • La corriente base (IB) es la corriente de entrada suministrada por la conexión base-emisor.
  • La corriente del colector (IC) es la corriente de salida que fluye a través de la conexión colector-emisor.
  • Proporciona amplificación de corriente, donde un pequeño cambio en IB da como resultado un cambio mayor en IC.
  • La señal de salida en la conexión colector-emisor está en fase invertida en comparación con la señal de entrada en la conexión base-emisor.
  • Para un funcionamiento estable y lineal del transistor, el voltaje de polarización correcto es esencial.
  • Las aplicaciones incluyen amplificadores de audio, circuitos de alta frecuencia y circuitos de procesamiento de señales donde se requiere una amplificación de señal débil.

Configuración de emisor común

El circuito emisor común es una estructura básica de un amplificador de transistores ampliamente utilizado en circuitos electrónicos. En esta configuración, el terminal emisor es común a los circuitos de entrada y salida, mientras que los terminales base y colector sirven como terminales de entrada y salida, respectivamente. Cuando se aplica un pequeño voltaje de entrada al terminal base, controla la corriente que fluye entre el colector y el emisor, amplificando así la señal de entrada.

Factor de ganancia actual

La relación entre la corriente del colector y la corriente de base se denomina relación de transferencia de corriente continua de CC o ganancia de CC. Se denota por β. Corriente continua . Se suponía que sería la versión beta de DC.

Ganancia CC del emisor común β Corriente continua = L C /L b

Donde I C e I b son las corrientes de colector y base de un punto de operación dado en el rango lineal, como el valor de la corriente base está en microamperios y es bajo, el valor de β Corriente directa está en el rango de 10 a 500 dependiendo sobre el tipo de transistor.

Ganancia de CA del emisor común β La corriente directa es la relación entre el pequeño cambio en la corriente del colector ΔI b y el voltaje constante del colector-emisor V CE .

β Corriente continua = ΔI C /ΔI E A TV CE = constante

Potencial eléctrico y diferencia de potencial.

El potencial eléctrico, también llamado voltaje, es un concepto fundamental en el electromagnetismo. Una cantidad escalar describe un punto específico en un campo eléctrico. En términos más simples, indica la cantidad de energía potencial eléctrica que poseería una carga de prueba positiva si se colocara en ese punto específico del campo eléctrico.

El potencial eléctrico (V) en un punto se mide en voltios (V). Se calcula como el trabajo realizado para mover una carga de prueba positiva (q) al punto desde una distancia infinitamente grande con respecto al campo eléctrico, dividido por la carga misma:

V = qW​

Dónde:

  • V es el potencial eléctrico en voltios (V).
  • W es el trabajo realizado en julios (J).
  • q es la carga de prueba en culombios (C).

El potencial eléctrico es fundamental para comprender los campos eléctricos y la interacción de partículas cargadas.

Diferencia de potencial

La diferencia de potencial o diferencia de voltaje o caída de voltaje representa un campo eléctrico. Es una cantidad vectorial que indica el tamaño y la dirección de la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.

La diferencia de potencial (ΔV o V_ab) entre dos puntos “a” y “b” se calcula como el cambio de energía potencial eléctrica que experimenta una carga de prueba positiva (q) cuando se mueve del punto “a” al punto “B”:

ΔV=Vb​−Va​

  • V_b es el potencial eléctrico en el punto “b” en voltios (V).
  • V_a es el potencial eléctrico en el punto “a” en voltios (V).

La diferencia de potencial es un concepto fundamental en los circuitos eléctricos porque determina el flujo de carga eléctrica (corriente) de un potencial mayor a un potencial menor. Es la fuerza impulsora detrás del movimiento de los electrones en un circuito. Es crucial en varias aplicaciones eléctricas, incluida la alimentación de dispositivos electrónicos y la generación de corrientes eléctricas en sistemas de energía.

Relación entre α Corriente Directa y β Corriente Directa

Sabemos que I E = I C + I b —> I
División por I C

YO mi /yo C = 1+(yo segundo /yo C )

1/α = 1 + (1/β) = (β+1) / β ( ∴ α = I C / I E y β = I C / I b )

α = β / (β+1) ——> ii

Si multiplicamos la ecuación anterior obtenemos
α(β+1) =β
αβ+α =β
α = β – αβ = β (1 – α)
β = α / (α+1) ——-> iiii

Ecuación (ii) ->
α = β / (β+1)
1-α = 1 – (β / (β+1)) ——>iv

De la ecuación (iii) se puede ver que β tiende a infinito cuando α tiende a 1.

Esto significa que la ganancia actual de los transistores en un circuito emisor es muy alta. Por esta razón, los transistores se utilizan en circuitos emisores comunes.

Sabemos que I C = (αI b / (1-α)) + I CBO / (1-α) ->v

Como β+1 = 1 / (1-α) y 1-α= 1 / (β+1), tenemos

I C = βI b + (β+1)I CBO ——->vi

“(β+1)I CBO “” es la corriente de fuga inversa en un circuito emisor. Se llama ICEO.

CEO de la UE = (β+1)I CBO ——>vii

Como β es mucho mayor que I, I CEO > I CBO .
Reemplazando el valor de I CEO en la ecuación vi obtenemos
I C = βI b + I CEO ——->viii

Como β = α / (α+1), podemos escribir
CEO de la UE = (α / (1-α)) I CBO ——->ix

Director General de la UE = I Director General / (1-α)

La corriente de fuga en el circuito emisor es mayor que la del circuito base. EU CE es la corriente del colector que fluye cuando el circuito base-emisor se deja abierto y la unión colector-base tiene polarización inversa. Fluye en la misma dirección que la corriente normal del colector a través del transistor y depende de la temperatura.

Propiedades del circuito emisor

Configuración de emisor común

La figura anterior muestra la configuración experimental para determinar la característica estática de un transistor NPN en un circuito emisor. Dos fuentes de alimentación reguladas de forma variable, VBB y VCC, están conectadas a los terminales base y colector de un transistor.

Se conectan un microamperímetro y un voltímetro para medir la corriente de base I. b y V SER y un miliamperímetro y un voltímetro están conectados para medir I C y V CE en el circuito.

Característica de entrada (V SER versus me b )V CE = constante

Las características de entrada se obtienen registrando el voltaje base-emisor V SER vs. corriente base I B, mantenga constante V CE . Las características se registran para diferentes valores de la tensión colector-emisor V. CE .
Configuración de emisor común

De las características de entrada podemos derivar los siguientes puntos importantes:

  • Hay un límite, un voltaje de apagado Vγ, por debajo del cual la corriente de base I b es muy pequeña. El valor del voltaje de encendido es de 0,5 V para transistores de Si y de 0,1 V para transistores GE.
  • Después de activar el voltaje, la corriente base I b aumenta rápidamente con un pequeño aumento en el voltaje base-emisor V SER . Sin embargo, cabe señalar que el valor de la corriente base no aumenta tan rápidamente como el de la característica de entrada de una configuración base común. Esto significa que la resistencia dinámica de entrada es pequeña en la configuración de emisor común, pero ligeramente mayor que en la configuración CB.
  • Para un valor fijo de V SER EU b aumenta con V CE reducido. Un valor grande de V CE conduce a un voltaje inverso mayor en la unión PN de la base del colector. Esto aumenta la zona de agotamiento y reduce el ancho efectivo de la base, reduciendo así la corriente de base.
  • La resistencia de entrada dinámica o de CA se puede determinar a partir de la característica de entrada. Es la relación entre un pequeño cambio en el voltaje base-emisor y el cambio resultante en la corriente base a un voltaje emisor constante.

Resistencia de entrada R Ó = (ΔV SER /ΔI b ) a televisión CE = constante

El valor de Rin suele ser 1 KΩ, pero puede oscilar entre 600 Ω y 4 KΩ.

Características de salida (V CE versus i C ) en i b = constante

Configuración de emisor común
  • Las características de salida de las curvas del circuito emisor se obtienen registrando V CE contra I C para diferentes valores de I b. La corriente del colector varía con V CE para valores entre 0V y 1V. La corriente del colector varía con V CE para valores entre 0V y 1V. Después de este colector la corriente I C se vuelve casi constante y alcanza valores de saturación. Los transistores funcionan en el rango por encima del voltaje de rodilla. Esta área se llama área activa. El experimento se repite para diferentes valores de I. b .
  • Las características de salida se pueden dividir en tres áreas. Ellos son
  1. rango de saturación
  2. Área de exclusión
  3. Región activa
  • En la figura anterior, el área activa es el área a la derecha de la ordenada V CE = unas décimas de voltaje y por encima I b = 0.
  • Idealmente, si VCE excede 0,7 V, la unión base-colector se polariza inversamente y el transistor entra en la región activa o lineal de su operación. Dado que la unión base-colector tiene polarización inversa, I C se estabiliza y permanece casi constante para un valor dado de I b a medida que V CE continúa aumentando. EU C aumenta muy ligeramente cuando V CE aumenta debido a la ampliación de la zona de agotamiento del colector base. Este fenómeno se llama efecto de proximidad.
  • Si la corriente de base I b es cero, hay una pequeña corriente de colector. Esto se llama corriente de fuga. Sin embargo, en la práctica, cuando la corriente de base es cero, la corriente del colector es cero. En esta condición, se dice que el transistor está apagado. La pequeña corriente de colector se llama corriente de colector inversa.
  • Si su CE alcanza un voltaje suficientemente alto, la unión del colector con polarización inversa colapsa y, por lo tanto, la corriente del colector aumenta rápidamente. Si el voltaje CE excede los 40 V, el diodo colector se estropea y se pierde el funcionamiento normal del transistor. El transistor no está diseñado para funcionar en la región de ruptura. Este efecto se conoce comúnmente como efecto de perforación.
  • La resistencia dinámica de salida se puede determinar a partir de la curva característica de salida.

Principio de la electrónica.

Resistencia de salida dinámica R out = (ΔV CE /ΔI C ) en I b = constante

  • El recíproco de la pendiente de la característica de salida en este rango da la resistencia de salida. El valor de ruta está entre 10 KΩ y 50 KΩ.
  • La característica de salida se puede utilizar para determinar la ganancia actual del emisor de señal pequeña o AC beta (β). Corriente alterna ) de un transistor. Esto se puede hacer seleccionando los dos puntos M y N en la curva característica y anotando los valores correspondientes de ΔI. mi y ΔI b .
β Corriente continua = ΔI C /ΔI E = 10 mA / 40 mA = 250.

contenido relacionado

Regresar al blog

Deja un comentario

Ten en cuenta que los comentarios deben aprobarse antes de que se publiquen.