Este documento presenta los cálculos para analizar el funcionamiento de un transistor BJT. Primero se calcula el equivalente de Thevenin del circuito y la corriente de saturación. Luego, se determinan los valores de las resistencias R1 y R2 para lograr la máxima excursión de voltaje. Finalmente, se grafican las curvas de carga DC y AC del transistor.

1. 01/08/2016
Judith Montilla C.I.: 18.263.657
Prof: Esperanza Gonzáles Asignatura: Electrónica Sección: Saia A

2. Transistores BJT
1
Solución:
El equivalente de thevenin

3. Transistores BJT
2
𝑉𝐵 𝐵 =
6𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
−
6𝑅1
𝑅1 + 𝑅2
𝑉𝐵 𝐵 =
6(𝑅2 − 𝑅1)
𝑅1 + 𝑅2
𝑅 𝑇ℎ = 𝑅1||𝑅2 = 𝑅 𝐵
Para máxima excursión
𝐼 𝐶𝑄 =
𝑉𝐶𝐶
𝑅 𝑑𝑐 + 𝑅 𝑎𝑐
; 𝑉𝐶𝐶 = −12𝑉
𝑅 𝑑𝑐 = 𝑅 𝑐 + 𝑅 𝐸 = 2𝐾 + 200 = 2,2𝐾 Ω
𝑅 𝑎𝑐 = 𝑅 𝑐||1𝐾 + 𝑅 𝐸
′
𝑅 𝑎𝑐 = 2𝐾||1𝐾 + 100
𝑅 𝑎𝑐 = 0,67𝐾 + 100 = 0,77𝐾 Ω
Sustituimos en la ecuación los valores encontrados para calcular 𝐼 𝐶𝑄
𝐼 𝐶𝑄 =
−12𝑉
2,2𝐾 + 0,77𝐾
= −4,04𝑚𝐴
E.D.C: Los capacitores son circuitos abiertos
𝑉𝐵 𝐵 = 𝐼 𝐶𝑄 (
𝑅 𝛽
𝛽
+ 𝑅 𝐸) + 𝑉𝐵𝐸 + 6𝑉

4. Transistores BJT
3
𝑉𝐵 𝐵 = −4,04𝑚𝐴 (
2𝐾
200
+ 200) − 0,6𝑉 + 6𝑉
𝑉𝐵 𝐵 = 4,55𝑉
𝑅 𝐵 = 0,1𝛽𝑅 𝐸
𝑅 𝐵 = 0,1(200)(200) = 4𝐾Ω
Conociendo 𝑉𝐵 𝐵 sustituimos y despejamos para encontrar la ecuación de 𝑅2
𝑉𝐵 𝐵 =
6𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
−
6𝑅1
𝑅1 + 𝑅2
4,55(𝑅1 + 𝑅2) = 6𝑅2 − 6𝑅1
4,55𝑅1 + 4,55𝑅2 = 6𝑅2 − 6𝑅1
10,55𝑅1 = 1,45𝑅2
𝑅2 =
10,55
1,45
𝑅1 = 7,3𝑅1
Encontramos 𝑅1 sustituyendo 𝑅2 en la siguiente ecuación
𝑅 𝐵 = 4𝐾 =
𝑅1 𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
=
7,3𝑅1(𝑅1)
𝑅1 + 7,3𝑅1
4𝐾 =
7,3(𝑅1)2
8,3𝑅1
𝑅1 =
8,3(4𝐾)
7,3
= 4,54𝐾 Ω
Usamos la fórmula de 𝑅2 para obtener su valor
𝑅2 = 7,3(4,54𝐾) = 33𝐾Ω
Luego
𝑉𝐶𝐸𝑄 = 𝐼 𝐶𝑄 𝑅 𝑎𝑐 = −4,04𝑚𝐴(0,77𝐾)
𝑉𝐶𝐸𝑄 = −3,1𝑉
𝑉𝑜𝑝𝑝 = 2𝑉𝐶𝐸𝑄 = 2(−3,1𝑉) = −6,2𝑉 = 𝑉𝐶𝐶′
𝐼 𝐶
′
=
𝑉𝐶𝐶′
𝑅 𝑎𝑐
=
−6,2𝑉
0,77𝐾
= −8,1𝑚𝐴

5. Transistores BJT
4
Por último, las gráficas DC y AC:
En DC:

6. Transistores BJT
5
Equivalente de Thevenin:
𝑉𝐵 𝐵 =
10𝑉(10𝐾)
10𝐾 + 10𝐾
−
10𝑉(10𝐾)
10𝐾 + 10𝐾
= 0
𝑅 𝐵 = 𝑅1||𝑅2 = 10𝐾||10𝐾 = 5𝐾Ω
Por L.V.K:
0𝑉 + 5𝐾𝐼 𝐵 + 𝑉𝐵𝐸 + 600𝐼 𝐶𝑄 = 10𝑉
0𝑉 + 5𝐾𝐼 𝐵 + 0,7 + 600𝐼 𝐶𝑄 = 10𝑉
5𝐾 (
𝐼 𝐶𝑄
𝛽
) + 600𝐼 𝐶𝑄 = 10𝑉 − 0,7𝑉
𝐼 𝐶𝑄 (
5𝐾
200
+ 600) = 9.3𝑉
𝐼 𝐶𝑄 =
9,3𝑉
625
= 14,88𝑚𝐴

7. Transistores BJT
6
Luego
𝑉𝐶𝐸𝑄 = ? ∶ 𝐿. 𝑉. 𝐾 (𝐼𝐼)
10𝑉 − 600𝐼 𝐶𝑄 − 𝑉𝐶𝐸𝑄 + 10𝑉 = 0
𝑉𝐶𝐸𝑄 = 20𝑉 − 600(14,88𝑚𝐴) = 11,07𝑉
Entonces el Punto Q es:
𝑉𝐶𝐸𝑄 = 11,07𝑉
𝐼 𝐶𝑄 = 14,88𝑚𝐴
Gráficas de las rectas de carga
𝑉𝑜𝑝𝑝 = 2 ∗ 𝐼 𝐶𝑄 ∗ 𝑅 𝑎𝑐 ; 𝑅 𝑎𝑐 = 400||400 = 200Ω
𝑉𝑜𝑝𝑝 = 2(14,88𝑚𝐴)(200) = 5,95𝑉
𝑉𝐶𝐶
′
= 2𝑉𝑜𝑝𝑝 = 2(5,95) = 11,904𝑉
𝐼 𝐶
′
=
𝑉𝐶𝐶
′
𝑅 𝑎𝑐
=
11,904𝑉
600Ω
= 59,52𝑚𝐴