Haz una pregunta
  Foros de Electrónica » Principiantes » Cuestiones Elementales de Electrónica
Foros Registrarse ¿Olvidaste tu contraseña?

Temas similares

23/05/2013 #1


Polarización de base común.
Tengo que diseñar un amplificador de la forma imagen 1 en máxima excursión simétrica. Pero no tengo los valores de las resistencias, salvo RL.

Para la polarización en c.c. Las capasitores son circuitos abiertos, por lo que el circuito me queda como la imagen 2.

Las tensiones de la malla de entrada son:

(Vcc*R1)/(R1+R2) - Vbe - Ie*Re =0

Las tensiones para la malla de salida son:

Vcc - Ic*Rc - Vce - Ie*Re=0


Ahora lo que tengo como dato solamente es la tensión Vcc y tengo que diseñar este circuito para máxima excursión simétrica pero no se como seguir. Primeramente porque no tengo los valores de las resistencias. Además estoy confundido porque en las tensiones de las mallas no tengo Vcb, el cual es la variable en las rectas de salida del base común. ¿Es posible que la recta de carga sea igual a la del emisor común?, es decir, Ic(Vce). Yo tenía entendido que para el base común era Ic(Vcb).
¿Me podrían dar una ayuda por favor?

Saludos.
23/05/2013 #2

Avatar de cosmefulanito04

julian403 dijo: Ver Mensaje
Tengo que diseñar un amplificador de la forma imagen 1 en máxima excursión simétrica. Pero no tengo los valores de las resistencias, salvo RL. No estoy seguro como son las tensiones en las mallas de entrada y salida, si me pudieran dar una ayuda se los agradecería

Para la polarización en c.c. Las capasitores son circuitos abiertos, por lo que el circuito me queda como la imagen 2.

Las tensiones de la malla de entrada son:

(Vcc*R1)/(R1+R2) - Vbe - Ie*Re =0

Las tensiones para la malla de salida son:

Vcc - Ic*Rc - Vce - Ie*Re=0

¿Es correcto el análsis?

Saludos.
La 2da está bien.

La 1era no está del todo mal, lo que haces es aproximar y suponer que Ib es despreciable frente a la corriente que circula por R2 y R1, ya que un divisor resistivo es tal solo si no se encuentra cargado.

Esa aproximación, si sabes elegir bien los valores de R1 y R2 es muy práctica, de lo contrario tenés que usar un análisis tipo thevenin para dar con la polarización justa.

Sobre la máxima excursión, en principio suponé que se dá con Vceq=Vcc/2, esto con el tiempo vas a ver que no es tan así, que también depende del análisis en dinámico.
23/05/2013 #3


Gracias cosmefulanito por la respuesta, justo había editado el mensaje. Pero ya que estamos, ¿la gráfica de salida del base común no es Ic en funcion de Vcb? en vez de Ic en función de Vce, como lo es en emisor común.

saludos.
23/05/2013 #4

Avatar de cosmefulanito04

Siempre es Ic vs Vce y en esa gráfica definís el punto de trabajo Q.

Lo único que cambia el emisor común, colector común y base común es en el análisis dinámico, en cambio en continua el análisis de la polarización siempre es la misma.

Tené en cuenta en la malla de salida:



23/05/2013 #5


ah gracias, La verdad que no sabía que el análisis en cc es el mismo para cualquier configuración, eso fue de gran ayuda.
Pero con lo que respecta al problema no tengo ningún valor de las resistencias. ¿con cuál tengo que empezar? ¿cual calculo primero?

Porque por ejemplo para:

(Vcc*R1)/(R1+R2) - Vbe - Ie*Re =0

solamente conosco Vcc y Vbe pero no R1, R2, Ie, Re.

Pero como tengo que calcular MES y sé que Vceq=(Vcc/2) , entonces en la segunda ecuación

Vcc - Ic*Rc - Vce - Ie*Re=0

Conozco Vcc, Vce pero no Ie (o Ic que son iguales en el análisis) ni Re y Rc.

además sé que Icmax=Iemax= (Vcc)/(Re+Rc) pero no conosco esos valores de resistencia. Así que los valores de las resistencias que tengo que encontrar son fundamentales. Pero no sé cual calcular primero. No creo que a alguna resistencia tengo que darle algún valor al azar o el que se me ocurra y de allí empezar a calcular. ¿o sí?

Saludos.
23/05/2013 #6

Avatar de cosmefulanito04

Siempre que polarizas, imponés los valores de Icq y Vceq a tu antojo. Por lo tanto, esos dos valores quedarán limitados según el transistor que uses.

Entonces, lo primero que tenés que hacer es agarrar hoja de datos y ver las limitaciones de tu transistor Vceo, Icmax, etc.

Resumiendo, un transistor como el 548, se lo suele polarizar entre 1mA a 10mA (poco más, poco menos, pero por esa zona se lo suele utilizar).

Volviendo a tu ejemplo, ya podrías disponer de 3 datos:

- Vceq = Vcc/2
- Icq (entre 1mA a 10mA)
- HFe que dependerá de Icq (ir a las hojas de datos)

A partir de ahí, imponé la caída de tensión sobre Re y Rc (teniendo en cuenta malla de salida). Con VRe y Vbe, obtenés la caída de tensión sobre R2 y sobre R1, para luego imponer sus valores en función de la corriente sobre R1/R2 que quieras (acordate de que IR1>10.Ibq para poder usar la aproximación que usaste en la 1era malla).
24/05/2013 #7


Muchas gracias.

Iceq=2 [mA]
Vceq= 5[V]

Con eso

10[V] - 2[mA]Rc - 5 [V] - 2 [mA]Re = 0
así que

Rc+Re = 2500 [Ω]

tomo Rc=1500 [Ω] y Re= 1000 [Ω]

A partir de ahí, imponé la caída de tensión sobre Re y Rc (teniendo en cuenta malla de salida). Con VRe y Vbe, obtenés la caída de tensión sobre R2 y sobre R1, para luego imponer sus valores en función de la corriente sobre R1/R2 que quieras (acordate de que IR1>10.Ibq para poder usar la aproximación que usaste en la 1era malla).
Mi duda ahora es con la malla de entrada. La única forma es aplicando thevenin ¿no? Como se muestra en la imagen adjuntada 1.

Como sé Re puedo calcular Rb. Ya que (Rb)/(β)<<Re

tomo que sea 10 veces menor. Así que

(Rb/β)*10=Re así que Rb= (1000 [Ω] 290 )/10=29000 [Ω]

Paso a calcular Vb:

Vb= (Ic/β) Rb + 0.7 [V] + Ic*Re = 2.7 [V]

Con eso puedo calcular R2 y R1

R2 = (Rb*Vcc)/Vb= 107407 Ω

R1= (R2*Rb)/(R2-Rb)= 39726 Ω

Creo que no fallé. ¿Hay otro método que no sea thevenin en la malla de entrada?

Saludos y gracias por el tiempo
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png imagen 1.png (3,3 KB (Kilobytes), 6 visitas)
24/05/2013 #8

Avatar de cosmefulanito04

No digo que esté mal el método que usaste (de hecho no lo analicé completamente), pero veo que es muy complicado.

Fijate si lo analizas así:



Obviando los valores, el circuito en forma estática es exactamente igual al tuyo (el base común suelen hacerlo acostado, pero es lo mismo).

Viendolo así, mirá que fácil es polarizar:

- Malla de entrada => la resolviste bien, entonces Rc=1500 [Ω] y Re= 1000 [Ω].
- Icq=2mA
- Vceq=5V
- Hfe=beta => no sé cuanto vale, pero yo supuse 300 (ver hoja de datos)
- Vbe=0,7V
- Ib=Ic/Hfe=6,6uA



Para evitar el uso de Thevenin yo te dije que supongas la corriente que pasa por R1 10 veces mayor que Ibq => entonces tranquilamente podemos imponer 100uA (por dar un ejemplo), entonces:





Valor comercial más cercano 68kohms =>



Valor comercial más cercano 27kohms.

Eso es todo, fijate que si quisieras tener la justa, lo único que deberías modificar es esto:



O sea tampoco necesitas thevenin.
26/05/2013 #9


Adjunto el circuito y su correspondiente híbrido. El problema es que la ganancia de tensión que obtengo en los cálculos es diferente a la medida por el osciloscopio.
No sé si está bien planteado el circuito híbrdio.

Los cálculos son:

Por el fabricante sé que

hfe= 290 y hie=4.5 [KΩ]

hfb= (hfe)/(hfe+1) = 0.996

hib= (hie)/(hfe+1)=15.46 [Ω]

La ganancia de tensión es:

Av= VL/Vi = (VL/ie)(ie/Vi)

ie= Vi(ri+ (Rc//hib) ) por lo que ie/Vi = ri+ (Re//hib)

Vl= hfb. ie. (Rc//RL) por lo que VL/ie= hfb (Rc/RL)

Así que como ganancia de tensión tengo:

Av= hfb (Rc//RL) (ri+ (Re//hib) )

Si reemplazo los valores en dicha ecuación obtengo una ganancia de tensión altísima (demasiada) y por medición obtengo una ganancia de 20. No sé en donde estaré fallando. Les agradecería una ayuda.

Saludos.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png circuito.png (10,8 KB (Kilobytes), 9 visitas)
Tipo de Archivo: png hibrido.png (6,0 KB (Kilobytes), 7 visitas)
26/05/2013 #10

Avatar de cosmefulanito04

Yo solía usar el mismo modelo de transistor tanto para emisor, base o colector común que es el de parámetros híbridos que usas, pero con hie:



Donde hre.Vce=0, es decir que no hay transferencia de la salida hacia la entrada, no así de la entrada hacia la salida.

Yo solía usar el mismo modelo de transistor tanto para emisor, base o colector común que es el de parámetros híbridos que usas, pero con hie:



Donde hre.Vce=0, es decir que no hay transferencia de la salida hacia la entrada, no así de la entrada hacia la salida.

---------- Actualizado después de 26 minutos ----------

Te agrego esto a ver si te ayuda con el análisis.

- Circuito en alterna sin el modelo:



- Usando el modelo que te mencioné arriba:



Creo que no me equivoqué en nada, cualquier cosa fijate.
26/05/2013 #11


Me imagino que R0 es 1/hob. Que raro siempre pensé que esa resistencia se omitía porque generalmente hob es 1 µS.
creo que mi error está en el cálculo de ie/Vi.

yo mediante el cálculo encuentro que

ie= (Vi)/(ri + (Re//hib) ) Y es algo lógico ya que Vi es la única fuente de tensión, por la ley de ohm, la corriente es diferencia de potencial sobre resistencia, en particular la resistencia total, ri + (Re//hib).

Pero en un libro encuentro que:

ie= (Vi)/(ri + (Re//hib) ) * ( (Re//hib) / hib )

No tengo ni idea por qué.

saludos.
26/05/2013 #12

Avatar de cosmefulanito04

Ro yo lo conozco como 1/hoe.

Me parece que vos usas un modelo ya "preparado" para analizar la configuración base común, por ej. hfb es un parámetro que no aparece en las hojas de datos, pero que seguro depende de hfe, lo mismo con hib que de seguro depende de hie, entonces según creo yo (puedo equivocarme) vos analizás el modelo ya "digerido".

Si te interesa, acá te dejo como haría yo el análisis en función de los parámetros hfe, hie, hoe.

Sabemos estas relaciones propias del transistor:





Planteamos la tensión de salida:



Luego la tensión sobre el emisor, que se puede dividir en dos parte:

(1)

(2)

De (2) despejamos :



Luego reemplazamos por (1):

(3)

Por otro lado tenemos que:



Usando (3):



Despejamos :



Ya teniendo y podemos sacar la ganancia de tensión del sistema:



Cancelando :



Verificá que esté bien, tal vez le erré en algo.

¿Hay otra forma de resolverlo? si.
¿Más fácil? posiblemente, está en vos en encontrar esa forma.

¿Que quiero mostrarte? que siempre se usando el mismo modelo de alterna, se obtiene las distintas transferencias.

¿El modelo que vos usas sirve? posiblemente, pero como nunca indicaste como llegaste a el, a mi me resulta difícil analizarlo.

Editado:

Estuve viendo el análisis que hiciste (nuevamente sin saber de donde viene el modelo, pero me imagino que sale de hacer miller), te equivocás en esto:



Ya que estás considerando que la corriente que pasa por Re es ie

Deberías aplicar un divisor de corriente:





Entonces:

27/05/2013 #13


Entonces, para no complicarnos, tomemos la configuración emisor común. La corriente ib ¿es la corriente que pasa por hie solamente? Y lo mismo para ic. ¿es la corriente que genera hfe.ib? La cual luego se subdivide en 1/hoe, Rc,...,RL.

saludos.
27/05/2013 #14

Avatar de cosmefulanito04

julian403 dijo: Ver Mensaje
Entonces, para no complicarnos, tomemos la configuración emisor común. La corriente ib ¿es la corriente que pasa por hie solamente? Y lo mismo para ic. ¿es la corriente que genera hfe.ib?
Si.

julian403 dijo: Ver Mensaje
La cual luego se subdivide en 1/hoe, Rc,...,RL.
No es tan así, dependerá si la configuración es emisor con Re puenteado o no (es decir con capacitor en paralelo con Re).

Una aclaración sobre el desarrollo que hice del base común, me equivoqué cuando especifiqué el sentido de las corrientes, hice que ic vaya a emisor y eso está mal, debería ir hacía la carga, por lo tanto lo cambia es que la ganancia de tensión es positiva, es decir no atrasa 180º como puse yo.



Si es entrante al transistor, e serán salientes al mismo.
27/05/2013 #15


Cada vez voy entiendo más. Entonces hie, es la resistencia interna del transistor (juntura base emisor) pero ¿Por qué cuando se calcula la impedancia de entrada (por ejemplo el circuito que estubimos analizando) es igual a Rb//hie? si la resistencia Rb es externa al transistor. Y la misma duda con la impedancia de salida, en el híbrido tenemos a Rc y RL y la impedancia de salida es RL ¿no tendría que ser Rc//RL?

Otra cosa más, he realizado el circuito de base común que he expuesto anteriormente, los cálculos de la ganancia de tensión me dieron 19,61. Simulé el circuito con el multisim y obtuve esa ganancia. Pero cuando lo hice en el proto y mido las señales (vi y vl) con el osciloscopio, la ganancia es mucho mayor, mas o menos 64. Si todo es lo mismo en la simulación como en la proto ¿por qué puede dar esa diferencia? Lo que pienso es que son los capacitores, yo utilizo electrolíticos ya que no puedo conseguir de poliester o de cerámica con tanta capacitancia. Esa es la única diferencia de la simulación y lo real.

saludos.
27/05/2013 #16

Avatar de Eduardo

julian403 dijo: Ver Mensaje
... Entonces hie, es la resistencia interna del transistor (juntura base emisor) pero ¿Por qué cuando se calcula la impedancia de entrada (por ejemplo el circuito que estubimos analizando) es igual a Rb//hie? si la resistencia Rb es externa al transistor. Y la misma duda con la impedancia de salida, en el híbrido tenemos a Rc y RL y la impedancia de salida es RL ¿no tendría que ser Rc//RL?
Rb es externa al transistor, pero forma parte del amplificador. En cambio Rl no, porque es la carga.

Otra cosa más, he realizado el circuito de base común que he expuesto anteriormente, los cálculos de la ganancia de tensión me dieron 19,61. Simulé el circuito con el multisim y obtuve esa ganancia. Pero cuando lo hice en el proto y mido las señales (vi y vl) con el osciloscopio, la ganancia es mucho mayor, mas o menos 64. Si todo es lo mismo en la simulación como en la proto ¿por qué puede dar esa diferencia?
La ganancia de un transistor es un parámetro variable, no solo con la polarización sino entre un transistor y otro (del mismo código se entiende).
Los valores que usás en la simulación son valores típicos, y esa diferencia en ese circuito no es nada del otro mundo.
Para evitar ese problema, además de otras ventajas, es que se aplica la realimentación.
27/05/2013 #17


ah, entendido. Con respecto a
Rb es externa al transistor, pero forma parte del amplificador. En cambio Rl no, porque es la carga.
No me queda claro la impedancia de entrada. Se sabe que mientras mayor es mejor ya que a mayor impedancia de entrada mas señal es aplicada al amplificador. Yo veo como amplificador al transistor y como impedancia de entrada a hie. ya la señal que aparecerá en la malla de salida (colector)depende de ib y ib es la corriente que pasa por hie y no por Rb. Si parte de la señal se aplica a Rb esta cantidad no influenciará a la corriente ic. En eso estoy confundido.

salu2
28/05/2013 #18

Avatar de cosmefulanito04

¿La impedancia de entrada del amplificador de que depende?

De la corriente de alterna que este pida y de su tensión de entrada. Esto significa, no tener en cuenta la resistencia en serie que introduce la fuente de señal.

Si analizamos el base común siguiendo tú modelo (resulta más fácil verlo), la impedancia de entrada será:





Es evidente que hacer ese tipo de análisis para ese circuito carece de sentido, se ve a simple vista que la impedancia depende del paralelo de esas dos resistencias.

Sin embargo si el análisis se hubiera hecho con el modelo que yo usé, la impedancia no es tan fácil de ver y ahí si conviene obtenerla a partir de y .
28/05/2013 #19


De la corriente de alterna que este pida y de su tensión de entrada. Esto significa, no tener en cuenta la resistencia en serie que introduce la fuente de señal.
Eso es algo que nunca entendí, la parte de la corriente de alterna que este pida. No entiendo a que te refieres con pedir. Si la corriente alterna está en función de la tensión aplicada de entrada y de la impedancia de entrada.
29/05/2013 #20

Avatar de Eduardo

julian403 dijo: Ver Mensaje
Eso es algo que nunca entendí, la parte de la corriente de alterna que este pida. No entiendo a que te refieres con pedir. Si la corriente alterna está en función de la tensión aplicada de entrada y de la impedancia de entrada.
Usando los siguientes modelos de generador y amplificador, analizá la salida para diferentes relaciones de Rg/Rin
¿Tienes una mejor respuesta a este tema? ¿Quieres hacerle una pregunta a nuestra comunidad y sus expertos? Registrate

Buscar más temas sobre:
Lupa Cuestiones Elementales de Electrónica

Deseas aprender electrónica y necesitas ayuda para comenzar? Resuelve tus dudas en esta sección.

Cerrar
Foros de Electrónica » Principiantes » Cuestiones Elementales de Electrónica

Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2017, Jelsoft Enterprises Ltd.
Search Engine Optimization by vBSEO ©2011, Crawlability, Inc.