Polarización Universal: Puente de Beta

UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA
ELECTRONICA I
CALASE DE POLARIZACION UNIVERSAL
POLARIZACION UNIVERSAL O PUENTE DE BASE O INDEPENDIENTE DE BETA
La palabra PUENTE DE BETA, quiere decir que el voltaje de base este fijo, que es el mismo punto de
configuración.
Ahora el INDEPENDIENTE DE BETA, quiere decir que las variaciones posibles no sufran por la
temperatura, entonces esta configuración es la más estable de todas.
El circuito de polarización universal ofrece una estabilidad tanto para los cambios por la corriente de fuga
como por la ganancia de corriente de Beta.
Los cuatro valores de los resistores que mostramos deben obtenersen para el punto de operación especificado.
El circuito para ingeniería para la selección de un valor de voltaje emisor se utiliza de la misma forma que las
consideraciones previas de diseño. Porque guían a una solución directa para todos los valores de los resistores.
CARACTERISTICAS DE ESTABILIDAD
En este tipo de polarización si se presentara un aumento de temperatura en el dispositivo (Transistor BJT), la
conductividad aumentaría, por consiguiente la corriente de Base y la corriente de Colector aumentaría.
Por ley de Ohm al aumentar la corriente de Colector aumenta el voltaje en la resistencia de Colector, esto trae
como consecuencia una disminución en el voltaje de Colector, en el punto de trabajo.
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Si cuando se aumenta la corriente de colector, se mantiene un voltaje de base constante, el voltaje en la
resistencia de emisor aumentara lo cual causa una disminución en el voltaje base emisor, al presentarse esta
disminución de voltaje la corriente de Base y la corriente de Colector disminuirán.
CRITERIOS DE DISEÑO
• VCQ = Vcc/2
• VU = 100% de Vcc
• Vcc = VCeo/4 Cuando esta en corto
• Ic saturación = 1% de Ic máximo
• VCe = 4*Vcc / 10
• VRe = Vcc / 10
• I1 >> Ib
• I1 = 10 veces Ib => I1=10*Ib
ECUACIONES
Ecuación de Entrada:
I1 = Vcc / (R1+R)
10*IbQ
Vb = Vcc*R2 / (R1+R2)
Vbe+VRe
Vcc = VRc+Vrb+Vbe
Vrc = Ic*Rc
Vrb = Ib*Rb
VcQ = VRb+Vbe
Vcc = ß*Ib*Rc+Ib*Rb+Vbc
Ib = Vcc−Vbe / (ß*Rc+Rb)
Ecuación de Salida:
Vcc = VRc+Vce+Vre
VcQ = Vce+Vre
Vcc = Vrc+Vce
Vce = VcQ
VRc = Ic*Rc
=> Vcc = Ic*Rc+Vce
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Ic = Vcc − Vce / Rc Cuando esta en corte (Ic = 0), y cuando esta en saturación (Vce = 0).
En Corte Vce = Vcc
En Saturación Isat = Vcc / Rc
DESARROLLO DE ECUACIONES
De criterio == Rc = 4Re
Ecuaciones de Entrada:
I1 = 10*IbQ = Vcc / R1 + R2
R1 = (Vcc / 10*IbQ) − R2
VbQ = Vcc*R2 / (R1 + R2) = VbeQ + VRe
Reemplazamos la ecuación R1 en la ecuación VbQ
Vcc*R2 / (Vcc / 10*IbQ) − R2 + R2 = VbeQ + VRe
R2 = VbeQ + VRe / 10*IbQ VRe > VbeQ
R2 = VRe / 10*IbQ VRe = ICQ*Re
VRe = ß*IbQ*Re
R2 = ß*IbQ*Re / 10*IbQ
R2 = ß*Re / 10
Ecuaciones de Salida:
Vcc = VRc + VcQ
Vcc = IcQ*Rc + (Vcc / 2)
Dividimos la expresión en ß
(IcQ = Vcc /2*Rc) / ß = IbQ
IbQ = Vcc / 2*ß*Rc
R1 = (ß*Rc / 5) − R2
EJEMPLO 1
Verifique el funcionamiento de un transistor BJT (2N2222), con los criterios de diseño.
Vcc = 20 V
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ß = 200 Typ = HFE
Ic maxima = 0.8 A
VceQ = 40 V
Criterios
VcQ = Vcc / 2
VcQ = 5V
Vcc = VceQ / 4
Vcc = 40 / 4
Vcc = 10V
Ic saturación = 1% * 0.8 A
Ic saturación = 8 mA
VRc = 4*Vcc / 10
VRc = 4
VRe = Vcc / 10
VRe = 1
Ecuaciones
Ecuaciones de entrada:
I1 = Vcc / (R1+R2)
I1 = 10*IbQ
Vb = Vcc*R2 / (R1+R2)
Vb = Vbe+Vre
Ecuaciones de salida:
Vcc = VRc+Vce+Vre
VRc = Ic*Rc
Rc = Vcc − Vce − Ve / Ic
VRe = Ie*Re
4
VRe = Vcc / 10
Vce = 4*Vcc / 10
Vcc = Ic*Rc+Ie*Re+4*Vcc / 10
VcQ = Vce+VRe
VcQ = (4*Vcc / 10)+(Vcc / 10)
VcQ = Vcc / 2
Desarrollo de ecuaciones
Rc = 4*Re
Vcc = VRb+5
10−5 = VRc
VRc = 5
Entrada
I1 = 10*IbQ
I1 = Vcc / (R1+R2)
R1 = (Vcc / 10*IbQ)−R2
VbQ = Vcc*R2 / (R1 + R2)
VbQ = VbeQ+VRe
Vcc*R2 / (Vcc / 10*IbQ)− R2+R2 = VbeQ+VRe aqui se anulan las resistencias
=> R2 = VbeQ+VRe / 10*IbQ ; VRe > VreQ
R2 = VRe / 10*IbQ ; VRe = IcQ*Re
IcQ = IeQ
VRe = ß*IbQ*Re
R2 = ß*IbQ*Re / 10*IbQ
R2 = ß*Re / 10
Salida
Vcc = VRc+VcQ
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Vcc = IcQ*Rc + Vcc / 2
IcQ = ß*IbQ
IcQ / ß = IbQ
IcQ = Vcc / 2*Rc
IcQ / ß = Vcc / 2Rc / ß
IbQ = Vcc / ß*2Rc
=> R1 = (Vcc / (10*Vcc / ß*2Rc))−R2
R1 = (ß*2Vcc*Rc / (10*Vcc/5))−R2
R1 = (ß*Rc / 5)−R2
VRc = Ic*Rc
Comprobación
Rc = 4*Re
625 = 4*Re
Re = 156.25 Ohmios
Re = 125 Ohmios
IcQ = IeQ = 8 mA
Rc = Vcc−Vce−Ve / Ic
Rc = 10−4−1 / Ic
Rc = 5 / 8 mA
Rc = 625 Ohmios
R2 = ß*Re / 10
R2 = 200*156.25 / 10
R2 = 3125 ohmios
IcQ = 5 / 625
IcQ = 8 mA
IbQ = Vcc / ß*2Rc
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IbQ = 10 / (200*2*625)
IbQ = 0.04 mA
R1 = (ß*Rc / 5)−R2
R1 = (200*625 / 5)−3125
R1 = 21.875 K Ohmios
Vb = Vbe+Ve
Vb = 0.7 V+1
Vb = 1.7 V
VcQ = 5V
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