[Consulta] Vce de transistor me da -1000v

[monti73]

Buenas noches!
Tengo este circuito en un trabajo práctico, y tengo algunas dudas!

En el primer transistor
Lo resolví, los valores en verde están correctos porque simulé el circuito y lo comprobé.
Pero una duda que tengo es que la ecuación "Ib = Ic / Hfe" sólo vale si estoy en el modo lineal, no es así? y el transistor me dio que está saturado (Vce me da 0,4V) osea que no puedo usar la ecuación??

En el segundo transistor
Los valores en rojo son los que me da la simulación, pero no me gustan mucho... Ic no es igual a Ie

Tengo Ib = 1,31mA => Ic = hfe*Ib => Ic = 200 * 1,31mA => 268mA. (Me parece muy alto este valor!)

y cuando uso ese Ic para la malla de salida para hallar Vce, me queda:

Vce = Vcc - Ic*Rc = 12V - 268mA * 4K7 = -1240 V!!!!

Alguien me dijo que cuando te daba así, se considera que está saturado y estimas la Vce entre 0,7V y 0,2V..

Esto es correcto ???

Desde ya Muchas gracias!!

 

[chclau]

Vos mismo lo dijiste, si supones que Ic = hfe * Ib y te da algo ilogico, es muy probable que sea porque el transistor esta en corte o en saturacion. Y no te olvides que Ie = Ic + Ib. No busques Ic=Ie, en saturacion no pasa eso ni por casualidad.

 

[monti73]

Vos mismo lo dijiste, si supones que Ic = hfe * Ib y te da algo ilogico, es muy probable que sea porque el transistor esta en corte o en saturacion. Y no te olvides que Ie = Ic + Ib. No busques Ic=Ie, en saturacion no pasa eso ni por casualidad.

Hola! Muchas gracias por responder. Tiene sentido lo que me planteas, no lo habia pensado. Entonces debería suponer que el transistor 2 esta en saturación, no es así? y para eso tomo Vce = 0? o en cuanto se estima?

 

[chclau]

Vce sat = 0.2-0.3V

 

[palurdo]

"Ib = Ic / Hfe" siempre se cumple, lo que ocurre es que la HFE no es un valor constante sino que varía a lo largo de la curva del transistor, siendo máxima en algún punto cerca del centro de la zona lineal, y a partir de ahí desciende su valor, muy poco en la zona lineal, y muchísimo en zona de saturación y corte. Por eso es interesante que un amplificador trabaje en el punto medio de la zona lineal, para que la amplificación sea lo más constante posible y que sea máxima.

Supon que ambos transistores están saturados al máximo Vce=0, entonces calcula su Ib y su Ic, y halla la HFE(sat)=Ic(sat)/Ib(sat) mínima de cada transistor para esa configuración en el circuito. Si por ejemplo, en el primer transistor la HFE(sat) te sale 100 entonces sigue siendo suficiente considerar que Ic=Ie, ya que en algún punto de funcionmiento el transistor trabaja con una HFE entre 100 y 200, por lo que el resultado de Vce reales no variará mucho y puedes considerar el cálculo lineal, aunque el transistor esté ligéramente saturado. Ahora, si te sale una HFE(sat) de menos de 10, como el transistor 2, pues asumes que el transistor está fuertemente saturado y asumes un voltaje Vce de 0,1-0,3V (dependiendo del voltaje Vce(sat) de saturación que indique las hojas de características)

Lo de calcular como si trabajaran en régimen lineal y obtienes un valor extraño, es correcto, se llama reducción al absurdo, y sirve para descartar una hipótesis al obtener de ella un resultado que no puede ser real.

 

[chclau]

Perdon pero no es asi. Es cierto que hFE cambia segun la zona en que me encuentro, pero justamente la condicion para saturacion es que IC < hFE * IB

 

[palurdo]

Claro, la condición para saturación es que Ic(sat) < hFE1 * IB (donde HFE1 es la HFE de la zona lineal, en muchas hojas de características se da la HFE2 para el transistor ligeramente saturado y la HFE3 para fuertemente saturado, obviamente HFE2 y HFE3 para corrientes de colector mayores).

De todas formas, la condición para la saturación es que el diodo de Base-Colector empiece a conducir en directa (de ahí que baje la HFE).



Bueno, creo que hace falta que me explique un poco mejor, porque creo que chclau y yo creo que estamos diciendo lo mismo pero no nos entendemos.

Normalmente se conoce como Hfe o Beta a la relación entre la variación de la corriente de colector respecto a la variación de corriente del emisor. Algunos autores sólo consideran Hfe como un valor calculado a partir del punto Q de trabajo de la zona lineal, y otros consideran Hfe como una curva característica más del transistor, por lo tanto válida para cualquier zona.

Es completamente cierto que la relación lineal Ib=Hfe*Ic no se cumple en saturación, sin embargo dIb=Hfe*dIc sí que se cumple, siendo dI una variación infinitesimal o diferenciación de corriente ya que en esa región la curva de saturación puede aproximarse como una recta de pendiente menos pronunciada que en la zona lineal (mucho más plana, y como Hfe es por definición la razón de ambas variaciones, es decir, la pendiente de esa recta, pues en esa zona Hfe es mucho más bajo).

No se puede utilizar la Hfe de saturación para hacer cálculos de amplificación a menos que estés interesado en un régimen de trabajo no lineal (como por ejemplo a la hora de diseñar un multiplicador en cuadratura a base de BJTs), pero sí se puede utilizar como referencia para saber cuando un transistor está fuertemente saturado o en régimen de quasi saturación, símplemente viendo cómo de distinta es la Hfe en modo saturado con respecto a la Hfe en la región lineal.

A ver si así ahora queda claro.

Saludos.

 

[monti73]

Gracias a ambos por las respuestas, me ayudaron bastante a aclararme el panorama.
Sólo me queda una duda, con respecto al primer transistor.

Yo supongo modo lineal y llego a que Vce = 0,4 V ... Qué quiere decir esto? Todavia no saturó? Está muy al limite y no se como interpretarlo. Y en el caso de que se considere saturado, deberia volver a recalcular los valores?

Muchas gracias de nuevo!

 

[Daniel Lopes]

Buenas noches!
Tengo este circuito en un trabajo práctico, y tengo algunas dudas!

http://s22.postimg.org/9ys7xj8td/transistores.png

En el primer transistor
Lo resolví, los valores en verde están correctos porque simulé el circuito y lo comprobé.
Pero una duda que tengo es que la ecuación "Ib = Ic / Hfe" sólo vale si estoy en el modo lineal, no es así? y el transistor me dio que está saturado (Vce me da 0,4V) osea que no puedo usar la ecuación??

En el segundo transistor
Los valores en rojo son los que me da la simulación, pero no me gustan mucho... Ic no es igual a Ie

Tengo Ib = 1,31mA => Ic = hfe*Ib => Ic = 200 * 1,31mA => 268mA. (Me parece muy alto este valor!)

y cuando uso ese Ic para la malla de salida para hallar Vce, me queda:

Vce = Vcc - Ic*Rc = 12V - 268mA * 4K7 = -1240 V!!!!

Alguien me dijo que cuando te daba así, se considera que está saturado y estimas la Vce entre 0,7V y 0,2V..

Esto es correcto ???

Desde ya Muchas gracias!!

Hola caro monti73 , Desafortunadamiente usteds estas equivocado porque lo maximo VCE que se puede obters es 12 Volts eso quando el segundo transistor estuver cortado, y no hay como el segundo transistor generar los 1240 Volts como calculaste, lo contrario si con una fuente de 1240 Voltios aplicados a el resistor de 4K7 se obtiene los 268mA , pero haora quien no suporta ese regime son los transistores que seguramiente se explotaria en segundos.jajajajajajaja.
!Fuerte abrazo!
Att.
Daniel Lopes.

 

[palurdo]

Yo supongo modo lineal y llego a que Vce = 0,4 V ... Qué quiere decir esto? Todavia no saturó? Está muy al limite y no se como interpretarlo. Y en el caso de que se considere saturado, deberia volver a recalcular los valores?

Muchas gracias de nuevo!

Depende de cada transistor, de la corriente de colector y del voltaje de base. Con Vce=0,4V algunos transistores están saturados y otros no. Depende también de la Vbe (la real, no la supuesta). Pongamos que un BJT su diodo base-emisor comienza a conducir a 0,6V y su base-colector a 0,5V. Cuando pasa cierta corriente por la base hacia el emisor, el diodo BE tiene una caída de 0,9V. Si en el colector tienes 0,4V entonces 0,9-0,4=0,5 y el diodo BC comienza a conducir, derivando parte de la corriente de base hacia el colector en lugar del emisor (por lo que esa parte de la corriente no amplifica, el transistor no puede dejar pasar más corriente que la que ya deja pasar, y cualquier incremento de corriente se irá por el diodo BC ya que es el camino más fácil, vamos que el transistor se ha saturado). Ahora, si Vce=0,4 pero la corriente que pasa por la base hace que VBE sea 0,7, pues 0,7-0,4=0,3 y el diodo de base-colector no conduce por lo que el transistor no está saturado (aunque ya no le quede mucho, porque a Vce=0,2 ya estaría saturado).

Lo explican mejor mis antiguos apuntes de la universidad.