El mecanismo eléctrico de este circuito es muy eficaz y se desarrolla del siguiente modo: Si suponemos un aumento de Ic, la caída de tensión en Re aumenta y contrarresta el aumento de la corriente Ic porque se produce un descenso en la tensión de polarización de base Vbe. R1 y R2 son las resistencias que hacen variar el punto de trabajo Q y consecuentemente la zona de trabajo.
Obtención del punto Q:
Ecuación de corrientes: Ie = Ic+Ib Malla de colector: Vcc-Vce = IcRc+(Ic+Ib)Re Ecuación de tensión en base: Vbb = Vcc R2/(R1+R2) Rb = R1R2/(R1+R2) Malla de base: Vbb-Vbe = IbRb+(Ic+Ib)Re Ecuación del transistor: Ic = BIb (suponemos B = 110)
Obtención del punto Q:
Ecuación de corrientes: Ie = Ic+Ib Malla de colector: Vcc-Vce = IcRc+(Ic+Ib)Re Ecuación de tensión en base: Vbb = Vcc R2/(R1+R2) Rb = R1R2/(R1+R2) Malla de base: Vbb-Vbe = IbRb+(Ic+Ib)Re Ecuación del transistor: Ic = BIb (suponemos B = 110)
Se pueden realizar circuitos de polarización en los que las posibles desviaciones de los parámetros de los transistores tengan menor importancia. Todos ellos se basan en la presencia de realimentaciones de continua y el mejor ejemplo es el circuito de la figura 4 que es, por otra parte, el más utilizado en circuitos con transistores discretos.
Las resistencias R1 y R2 se conocen como resistencias de polarización, RE es la resistencia de emisor y la resistencia RL es la resistencia de carga. Dado que la potencia de la batería se distribuye entre el transistor y la carga en el circuito de la figura 2, es evidente que existe una pérdida de potencia al incluir una resistencia en el emisor en el circuito de la figura 4.
Ahora la potencia de la batería ha de distribuirse entre la carga RL (RL×IC2), el transistor (VCE×IC) y la resistencia de emisor (RE×IE2), por lo que el valor de esta ha de ser pequeño.
Las resistencias R1 y R2 se conocen como resistencias de polarización, RE es la resistencia de emisor y la resistencia RL es la resistencia de carga. Dado que la potencia de la batería se distribuye entre el transistor y la carga en el circuito de la figura 2, es evidente que existe una pérdida de potencia al incluir una resistencia en el emisor en el circuito de la figura 4.
Ahora la potencia de la batería ha de distribuirse entre la carga RL (RL×IC2), el transistor (VCE×IC) y la resistencia de emisor (RE×IE2), por lo que el valor de esta ha de ser pequeño.
El circuito se analiza mejor si se substituye R1 y R2 por su equivalente Thevenin, como se refleja en la figura 5. Ahora RB = R1//R2 y VBB = VCC x R2/(R1+R2). Las ecuaciones de las mallas serán:
Estas ecuaciones en conjunto con las ecuaciones (3) resuelven tanto el problema directo como el inverso. Habrá de considerarse también que IE = IC + IB. En el caso del problema inverso se puede obtener una solución aproximada si se desprecia el efecto Early y se supone VBE = 0.7V. En este caso:
En el caso del problema directo existen infinitas soluciones para cada punto de operación y hacen falta más criterios para definir unívocamente los valores de las resistencias. Para obtener esos criterios hace falta conocer las expresiones de las impedancias de entrada y de salida del circuito, puesto que son factores determinantes del funcionamiento del amplificador y además muy dependientes de la elección de las resistencias. Veremos estas expresiones más adelante. Otro factor determinante en las resistencias de polarización es la estabilidad del circuito.
Tenemos en principio la estabilidad térmica, que se consigue haciendo la resistencia de emisor grande y RB (paralelo de R1 y R2) lo más pequeña posible, aún cuando estos dos factores estropearán de forma importante las características del amplificador.
Otra cuestión es la estabilidad del circuito frente a un posible cambio del transistor. Nos interesa que la corriente de colector IC sea lo más independiente posible de IS y de BF, de forma que las dispersiones de estos parámetros tengan el mínimo efecto en el punto de operación.
La primera ecuación de (5) puede escribirse de la forma:
Donde se ha supuesto que por estar en zona activa IB<R1, RB pequeño y RE grande.
Por las razones de pérdida de eficiencia en potencia del amplificador no se puede hacer RE demasiado grande frente a RL. Típicamente se escoge un valor para RE del orden del 10% de RL. La determinación exacta de RB vendrá casi siempre elegida por la impedancia de entrada.
Estas ecuaciones en conjunto con las ecuaciones (3) resuelven tanto el problema directo como el inverso. Habrá de considerarse también que IE = IC + IB. En el caso del problema inverso se puede obtener una solución aproximada si se desprecia el efecto Early y se supone VBE = 0.7V. En este caso:
En el caso del problema directo existen infinitas soluciones para cada punto de operación y hacen falta más criterios para definir unívocamente los valores de las resistencias. Para obtener esos criterios hace falta conocer las expresiones de las impedancias de entrada y de salida del circuito, puesto que son factores determinantes del funcionamiento del amplificador y además muy dependientes de la elección de las resistencias. Veremos estas expresiones más adelante. Otro factor determinante en las resistencias de polarización es la estabilidad del circuito.
Tenemos en principio la estabilidad térmica, que se consigue haciendo la resistencia de emisor grande y RB (paralelo de R1 y R2) lo más pequeña posible, aún cuando estos dos factores estropearán de forma importante las características del amplificador.
Otra cuestión es la estabilidad del circuito frente a un posible cambio del transistor. Nos interesa que la corriente de colector IC sea lo más independiente posible de IS y de BF, de forma que las dispersiones de estos parámetros tengan el mínimo efecto en el punto de operación.
La primera ecuación de (5) puede escribirse de la forma:
Donde se ha supuesto que por estar en zona activa IB<
Por las razones de pérdida de eficiencia en potencia del amplificador no se puede hacer RE demasiado grande frente a RL. Típicamente se escoge un valor para RE del orden del 10% de RL. La determinación exacta de RB vendrá casi siempre elegida por la impedancia de entrada.
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