Análisis gráfico con componente de alterna I

 

Para este caso vamos a cambiar ligeramente el diseño del circuito. Con el fin de poder utilizar pilas de uso común (sin necesidad de fuentes de alimentación), se ampliará un poco la recta de carga y así evitaremos valores excesivamente extremos, huyendo del corte y de la saturación en el transistor.

Vamos a fijar la Corriente de Colector máxima (IC max) en 12 mA en vez de en 4 mA como se ha hecho en análisis previos.

En la malla de Colector:

VCC - IC RC - VCE = 0

Si hacemos VCE = 0 para poder obtener la IC máxima (12 mA) y como VCC va a seguir siendo 9 v, entonces:

 

Para determinar las curvas de salida del transistor diseñamos el circuito de siempre en el simulador:

"clickamos" en "Analysis" y "DC Sweep" y damos el siguiente rango de valores a VCC y a VBB:

Elegimos IC como la variable de salida ("Output") y le damos a "Simulate".

Obtenemos las curvas de salida del transistor en el rango de valores que nos interesa:

Aquí hay que recordar que en la malla de la Base :

VBB - IB RB - VBE = 0

y como RB = 100000 𝛀 y VBE = 0,7 v en el caso del silicio, obtendremos los siguientes valores de IB en función de VBB:

que son los valores indicados en las curvas de salida del 2N2222A.

Ahora ya podemos trazar la recta de carga en la que queremos que trabaje nuestro transistor:

Observar cómo hemos trazado la recta desde la zona de corte del transistor (VCE = 9 v, IC = 0 mA), hasta la zona de saturación (VCE = 0, IC max = 12 mA).

Recordar que la pendiente de la recta va a depender del valor de RC (750 𝛀).

También se ha fijado el punto "Q" de reposo, alrededor del cual el transistor va a operar, en VCE = 4,5 v (el 50 % de VCC), que corresponden con 6 mA de IC.

Esto es así porque de la malla de Colector:

Fijarse en que el punto "Q" corresponde aproximadamente a unos 35 𝛍A de Corriente de Base (IB).

Así que ya podemos ir a diseñar la malla de Base, en la que queremos poner una pila VBB = 2,4 v:

Recordar que para llegar a tener una IB de 35 𝛍A podemos mantener una RB de 100000 𝛀 con una VBB de unos 4,2 v (pila difícil de conseguir), o podemos cambiar VBB por una pila de 2,4 v (más fácil de conseguir como se verá en el siguiente artículo) con una RB de 48571 𝛀.

El circuito quedaría del siguiente modo:

Fijarse en cómo los valores de VCE, IC e IB se aproximan bastante a lo que hemos querido diseñar.

Para determinar la curva de entrada diseñamos el siguiente circuito con una resistencia de Base (RB) = 48571 𝛀:

"Clickamos" en "Simulate", "Analysis" y "DC sweep".

Elegimos los siguientes valores de VBB y de VCC:

Añadimos como variable de salida ("Output") a la Corriente de Base (IB) y le damos a "Simulate", obteniéndose la curva de entrada del transistor para una RB de 48571 𝛀:

Se han marcado los valores de VBB (2,4 v) y de IB (35 𝛍A) sobre la curva.

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