Deacuerdo al siguiente circuito procederemos a realizar en análisis en continuadel mismo, el cual es además un transistor BJT del tipo NPN polarizado pordivisor de tensión.
a)Determineen que región de trabajo se encuentra el transistor. Además, indicar la tensiónVE, VB, VCE y las corrientes IB, IC, IE. Suponga un B=100.
Para poder realizar elanálisis en continua de este amplificador polarizado por divisor de tensióndebemos hacer un equivalente de Thévenin entre la base del transistor a tierra, para luego obtener un circuito equivalente de Thevenin.
Paraobtener el valor de la resistencia RB y la fuente de tensión VB seobtienen de acuerdo a los valores mostrados en las ecuaciones:
RB= (R1*R2)/(R1 +R2)
VB= (Vcc*R2)/(R1+R2)
Cabe destacar que Vcc =12V, R1 = 50kΩ y R2 = 10kΩ y Vd = 0.7V (Voltaje de polarización del diodo)
Sabemos que:
RB = (R1*R2)/(R1 +R2) = (50k*10k)/(50k+10k) = 8,33k Ω
VB = (Vcc*R2)/(R1+R2) = 2V
Hacemos dos mallas, donde la malla 1 es la malla interna que va por toda la base del transistor y la malla 2 va desde la fuente de 12v, psando por el emisor y llegando a tierra, tal como se indica para obtener lassiguientes ecuaciones:
Malla 1: -VB + RB*IB + Vd+ IE*RE = 0
Malla 2: -Vcc + RC*IC +Vce + IE*RE = 0
Sabemos que IE es aproximadamente igual a IC y estosmismo son equivalente a IB*β, por ello, de acuerdo a la malla 1:
Malla 1: -VB + RB*IB + Vd+ IE*RE = -VB + RB*IB + Vd + (IB*β)*RE = 0
Reducimosla ecuación en función a obtener el valor de IB (Corriente de base).
-VB + IB*(RB + β*RE) + Vd= 0
IB = (VB - Vd)/ *(RB + β*RE)= 22,28 uA
IE = IC = β*IB = 2,22mA
Dela malla 2 obtenemos VCE.
Malla 2: -Vcc + RC*IC +Vce + IE*RE = 0
VCE = Vcc – RC*IC – IE*RE= 12V – 0,0222V – 1.11V = 10,8678V
VE = RE*IE = 1,11V
La tensión entre colector y emisor (VCE) es de 10,8678Vlo cual nos demuestra que el transistor esta trabajando en la zona activa,mostrándonos que esta trabajando correctamente como amplificador y esto escorroborado con el sentido en el que fluyen las corrientes de base, colector yemisor, que para las mallas asignadas se obtuvieron valores positivos.
Cabedestacar que esta utilización de los transistores se da para hacer que secomporten como amplificadores, siendo esta una forma de utilización mayormenteabandonada para utilizarlo actualmente como un conmutador y esto es debido aque las perdidas que se generan en el amplificador son muy altas cuando sonusados como amplificador, pudiendo evidenciar en este ejercicio donde latensión VCE es de 10,8678V lo cual se traduce en un gran aumento de la temperaturareduciendo considerablemente la vida útil de este elemento.
b) Si se usa el transistor BF517, esposible que el circuito anterior pueda ser puesto en funcionamiento. Para estorevise el datasheet del dispositivo.
Observando el datasheet vemos que la ganancia es de25. Calculamos nuevamente los parámetros como las corrientes y tensión VCE.
IB = 62,40 uA
IE = IC = 1,56 mA
VCE = 11,2044
Podemosobservar que aun usando el transistor BF517 se puede observar que la región detrabajo del mismo es la zona activa, las corrientes son positivas y hay unaumento del VCE producto de la variación de la ganancia. Si observamos losparámetros del datasheet, podemos observar que la tensión máxima de VCE es 15V,siendo nuestro valor 11,2044V el cual esta por debajo observando los máximosvalores de corriente tenemos que la tensión de colector aguanta hasta un máximovalor de 25 mA y nuestro valor es de 1,56 mA por lo que nuestro transistor através de la configuración mostrada como polarizado por divisor de tensiónfunciona correctamente sin ningún problema.
