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CAPTULO 2 EL TRANSISTOR BJT(Transistor de unin bipolar)
2.1 Introduccin
Cuando seleccionamos un transistor
tendremos que conocer el tipo deencapsulado, as como el esquema de
identificacin de los terminales. Tambintendremos que conocer una serie de
valores mximos de tensiones, corrientes
y potencias que no debemos sobrepasar
para no destruir el dispositivo.El parmetro de la potencia disipada por
el transistor es especialmente crtico con
la temperatura, de modo que esta potenciaaumenta a medida que crece el valor de la
temperatura, siendo a veces necesario lainstalacin de un radiador o aletarefrigeradora. Todos estos valores crticos
los proporcionan los fabricantes en las
hojas de caractersticas de los distintos
dispositivos.Una forma de identificar un transistor
NPN o PNP es mediante un polmetro:
Este dispone de dos orificios para insertarel transistor, uno para un NPN y otro para
el PNP. Para obtener la medida de la
ganancia es necesario insertarlo en suorificio apropiado, con lo que queda
determinado si es un NPN o un PNP.
El transistor es un dispositivo electrnico
utilizado en diversas aplicaciones, segn
la zona donde ubiquemos su punto detrabajo o operacin (Q). En este captulose har nfasis en su utilidad como
amplificador, para ello se tendr quehacer anlisis de DC y AC.
2.2 Smbolo
El smbolo del transistor BJT se muestra
en la figura 2.1 y figura 2.2.
2.3 Funcionamiento
Un transistor es similar a dos diodos, el
transistor tiene dos uniones: una entre el
emisor y la base y la otra entre la base y
el colector. El emisor y la base formanuno de los diodos, mientras que el
colector y la base forman el otro. Estos
diodos son denominados: "Diodo deemisor" (el de la izquierda figura 2.3) y
"Diodo de colector" (el de la derecha
figura 2.3).
E(Emisor)
B(Base)
C(Colector)
NPN
Figura 2.1 Transistor BJT tipo NPN
E(Emisor)
B(Base)
C(Colector)
PNP
Figura 2.2 Transistor BJT tipo PNP
E C
B
E C
B
PNPNPN
N P NE
C P N PE C
B B
Figura 2.3
-
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2.4 Polarizacin del BJT (NPN)
En la figura 2.4 se muestra la polarizacin
del transistor BJT tipo NPN para quefuncione en la zona activa, aunque con
este mismo diagrama se puede polarizaren otras tres zonas, tal como se muestra
en la tabla 2.1, conectando las bateras ensus diferentes posibilidades.
El negativo de la batera VEE repele los
electrones de la zona del emisor quecruzan la UE.
Algunos electrones cruzan la UE y pasanpor la zona P de la base sin recombinarse.
Debido a la batera puede que un electrncruce la barrera de potencial de la UE.Despus ese electrn baja la barrera de
potencial de la UC para salir por el
colector, figura 2.5.
Esto es el efecto transistor de N a P tiene
que subir la barrera de potencial peroluego es ms fcil porque tiene que bajar
la barrera.
De los electrones emitidos por el emisor,aproximadamente un 1 % se recombina
en la base y un 99 % no se recombina yllega al colector, esto es el efecto
transistor. La palabra colector viene de
ah, el colector "Colecta" los electrones,los recoge, eso es el "Efecto transistor".
La base es muy estrecha y adems estmuy poco impurificada, esa es la razn de
que la probabilidad de que un electrn se
recombine sea muy pequea (por ejemploel 1%).
El emisor emite electrones, el colector los
recoge, y la base es un dispositivo de
control.
A esta forma de polarizacin se le conoce
como polarizacin en la zona activa.Un transistor se puede polarizar en cuatro
zonas diferentes, mostradas en la Tabla
2.1.Zona Activa UE en
Directa y
UC enInversa.
AMPLIFICADORES
Zona de
Saturacin
UE enDirecta y
UC en
Directa.
CONMUTACIN
Zona de Corte UE enInversa y
UC en
Inversa.
CONMUTACIN
Zona Activa
Invertida
UE enInversa y
UC en
Directa.
SIN UTILIDAD
Tabla 2.1En la tabla 2.1 se observan 4 zonas de
funcionamiento del transistor bipolar:
a.ACTIVA: El transistor slo amplificaen esta zona, y se comporta como una
fuente de corriente constante controlada
por la intensidad de base (ganancia de
Figura 2.4
Figura 2.5 Zona activa
N N
N P N
-
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corriente o ).Este parmetro lo suele
proporcionar el fabricante dndonos unmximo y un mnimo para una corriente
de colector dada (IC); adems de esto,
suele presentar una variacin acusada con
la temperatura y con la corriente decolector, por lo que en principio no
podemos conocer su valor. Algunospolmetros son capaces de medir este
parmetro, pero esta medida hay que
tomarla solamente como una indicacin,ya que el polmetro mide este parmetro
para un valor de corriente de colector
distinta a la que circular por el BJT una
vez en el circuito.
b. SATURACIN: En esta zona eltransistor es utilizado para aplicaciones de
conmutacin (potencia, circuitosdigitales, etc.), y lo podemos considerar
como un cortocircuito entre el colector y
el emisor.
c. CORTE: El transistor es utilizado paraaplicaciones de conmutacin (potencia,
circuitos digitales, etc.), y podemosconsiderar las corrientes que lo atraviesan
prcticamente nulas (y en especial Ic).
d. ACTIVA INVERSA: Esta zona sepuede considerar como carente de intersya que no tiene aplicaciones prcticas.
En la figura 2.6 se muestran estas 4zonas de polarizacin indicadas en latabla 2.1.
Nota: El transistor PNP es complementodel NPNde forma que todos los voltajes ycorrientes son opuestos a los del transistor
NPN.
Para encontrar el circuito PNP
complementario:a. Se sustituye el transistor NPN por un
PNP.b. Se invierten todos los voltajes y
corrientes.
2.5 Ecuaciones Generales
De la figura 2.7 se obtienen las siguientes
ecuaciones:
BCE III (2.1)
CC
C III
(2.2)
1E
C
I
I (2.3)
1B
C
I
I(2.4)
BC II (2.5)
BE II )1( (2.6)
)1(Ec II (2.7)
EC II (2.8)
VBE 0.7V Esta es la cada de voltaje en
una unin PN.
En la prctica oscila entre 0.95 a 0.99
oscila entre 50 a 500 para transistoresde baja potencia, entre 20 a 50 para
transistores de mediana potencia y entre 5
y 20 para transistores de potencia.
2.6 Tipos de Polarizacin.Existen diferentes formas de polarizar a
un transistor, a continuacin se estudianlas formas de polarizar a un transistor
BJT tipo NPN, empezando de la peor
forma hacia la mejor.
N P NE
B
C
IEIB
IC
Figura 2.7
Figura 2.6
-
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2.6.1 Polarizacin fija o por baseEste tipo de polarizacin se muestra en lafigura 2.8.
Redibujando circuito resulta figura 2.8.1.
En la figura 2.8.1 aplicando LKV en la
malla1 se obtiene:
BEBBCC VRIV (2.9)
Despejando IB resulta:
B
BEB
R
VVccI Sustituyendo IB en la
ecuacin general (2.5)
)(B
BEBC
R
VVccII (2.10)
En la ecuacin anterior (2.10) se observauna fuerte dependencia en la corriente de
colector, por parte del parmetro interno
del transistor ().
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
CECCCC VRIV (2.11)
Despejando VCE resulta:
VCE = VCC - ICRC (2.12)
2.6.2 Polarizacin por base estabilizadaen el emisor.Se muestra en la figura 2.9
En la figura 2.9.1 aplicando LKV en lamalla1 se obtiene:
EEBEBBCC RIVRIV (2.13)
De la ecuacin (2.6))1(
E
B
II y
sustituyendo en la ecuacin (2.13) seobtiene:
EEBEBE
CC RIVRI
V)1(
(2.14)
Por tanto:
E
B
BECC
E
RR
VVI
)1(
(2.15)
En la ecuacin (2.14) se observa que
existe una dependencia de , pero en
menor proporcin que el caso anterior.
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCCC RIVRIV (2.16)
Con IC = IE resulta:VCE = VCCIC(RC+RE) (2.17)
+
-
VCE
IB
IC
IE
+VCC
RB
RC
REmalla1
malla2
Figura 2.9.1
IE
IC
IB
VCE-
+
RE
VCC
RB
RC
Figura 2.9
IE
IC
IB
VCE
+
-
+VCC RB
RC
malla1
malla2
VBE
+
-
Figura 2.8.1
IE
IB
VCE
-
+
VCC
RBRC
Figura 2.8
-
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2.6.3 Polarizacin porretroalimentacin de colector.Este tipo de polarizacin se muestra en la
figura 2.10.
Redibujando el circuito de la figura 2.10
resulta el circuito mostrado en la figura
2.10.1.
En la figura 2.10.1aplicando LKV en lamalla1 se obtiene:
EEBEBBCCC RIVRIIRV (2.18)
Aplicando LKC en nodo A se obtiene:I = IC + IB (2.19)
Sustituyendo CB
II en la ecuacin
anterior (2.19) resulta:
)1
1(CC
C II
II (2.20)
Sustituyendo las ecuaciones (2.20) y
(2.19) en la ecuacin (2.18) se obtiene:
ECBEB
C
CCCCRIVR
IRIV )
11( (2.21)
Despejando IC se obtiene:
EBC
BECC
C
RRR
VVI1
)1
1(
(2.22)
En la ecuacin (2.22) siempre existe una
dependencia de .
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCC RIVIRV (2.23)
Con IC = IE se obtiene:
VCE = VCCIRC-ICRE (2.24)
2.6.4 Polarizacin por divisor de
voltaje.Este es uno de los tipos de polarizacinms usados, por poseer algunas ventajassobres los otros tipos, dentro de estas
ventajas podemos mencionar una menor
dependencia de respecto a los casosanteriores. Este tipo de polarizacin se
muestra en la figura 2.11.
Redibujando el circuito de la figura 2.11para solucionarlo por Thvenin resulta el
circuito mostrado en la figura 2.11.1.
IB
IE
IC
VCE-
+
VCC
RE
RC
R2
R1
Figura 2.11
A
+
-VCEIB
IC
IE
+VCC
RE
RB
RC
Imalla1
malla2
Figura 2.10.1
A
+
-
VCE
IB IC
IE
VCC
RE
RB
RC
Figura 2.10
-
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2 )(
RR
VRV CCTH (2.25)
21
12
RR
RR
RTH (2.26)En la figura 2.11.1 aplicando LKV enlamalla1 se obtiene:
EEBETHBTH RIVRIV (2.27)
Sustituyendo1
EB
II en la ecuacin
(2.27) resulta:
EEBETHE
TH RIVRI
V1
(2.28)
Despejando IE se obtiene:
ETH
BETHE
RR
VVI
1
(2.29)
En la ecuacin (2.29) se observa quetodava existe una dependencia de .
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCCC RIVRIV (2.30)
Con IC = IE se obtiene:
VCE = VCCIE(RC+RE) (2.31)
2.6.5 Polarizacin por emisor.Ese tipo de polarizacin se muestra en lafigura 2.12.
De la figura 2.12 se obtiene:
E
BEEEE
R
VVI (2.32)
En la ecuacin anterior (2.32) se observa
que no existe ninguna dependencia de los
parmetros internos del transistor.
Aunque este es el mejor tipo depolarizacin no es muy utilizado, porque
necesita dos bateras para polarizar al
transistor.
2.7 Lnea de carga o Recta de cargaPara graficar la recta de carga basta con
encontrar los puntos de interseccin y
despus unir estos dos puntos medianteuna lnea. Estos puntos de interseccin
son: Saturacin y corte. Por ejemplo parael circuito de la figura 2.13 se tiene:
IE
IC
VCE
-
+
+
+ VCC
RE
RC
+
IB
VTH
malla1
malla2
Figura 2.13
IE
IC
VCE
-
+
+
+ Vcc
RE
RC
+
IB
VTH
malla1
malla2
RTH
Figura 2.11.1 -VEE
VCC
RE
RC
IB
IC
IE
Figura 2.12
RTH
-
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Para el circuito de la figura 2.13aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCCC RIVRIV (2.33)
Con IC = IE resulta:
VCE = VCCIE(RC+RE) (2.34)
La figura 2.14 muestra el punto deoperacin (Q) en la lnea de carga.
Para graficar la lnea de carga mostrada
en la figura 2.14 basta con calcular los
interceptos (ICsat y VCEcorte).Para el clculo de ICsat se hace
considerando el transistor en la zona de
saturacin (VCEsat 0V) a partir de:
EEsatCECCCCRIVRIV (2.35)
Con IC = IE
ECsatsatCECCsatCCRIVRIV (2.36)
Sustituyendo VCE 0V y despejando ICsat
EC
CC
CsatRR
VI (2.37)
Para calcular VCEcorte se hace
considerando el transistor en la zona de
corte (IC 0A) y a partir de:
ECcorteCECCCCRIVRIV (2.38)
Con IC = 0A se obtiene:
CEcorteCC VV (2.39)
2.8 EJEMPLOS 2.A
Ejemplo # 1Para el circuito mostrado en la figura2.15, calcule el punto de operacin del
transistor ( VCE, IE). Dato: = 100.
Solucin: El circuito para DC se muestra
en la figura 2.15.1, los capacitores secomportan como circuito abierto para
DC1.
Existen dos mtodos para solucionareste ejercicio, se mostrar ambosmtodos:a.- Mtodo Exacto (mtodo de Thvenin)
b.- Mtodo aproximadoa.- Mtodo exacto.Aplicando Thvenin, en la figura 2.15.1resulta el circuito de la figura 2.15.2.
1Circuitos Elctricos Dorf capitulo 6.
IC
VCEcorte
ICsat
VCE (V)VCE
IC(mA)
Punto Q.
Figura 2.14
IB
IE
IC
VCE-
+
vo
VCC12V
C22.2uF
C11uF
RE5.6k
RC
2.2k
R21k
R11k
1kHz
vi
-1/1V
Figura 2.15
Figura 2.15.1
IB
IE
IC
VCE-
+ + VCC12V
RE
5.6k
RC
2.2k
R21k
R11k
-
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De la figura 2.15.2 se obtiene:
Vkk
kV
RR
VRV CCTH 6
11
)1(12
21
2 (2.40)
kkkkk
RRRRRTH 5.0
11)1)(1(
21
12 (2.41)
En la figura 2.15.2 aplicando LKV enlamalla1 se obtiene:
EEBETHBTH RIVRIV (2.42)
Sustituyendo1
EB
II en la ecuacin
(2.42) resulta:
EEBETHE
TH RIVRI
V1
(2.43)
Despejando IE se obtiene:
E
TH
BETH
E
RR
VVI
1
(2.44)
Sustituyendo valores:
mA
kk
VVIE 946.0
6.51100
5.0
7.06
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCCC RIVRIV (2.45)
Con IC = IE se obtiene:VCE = VCCIE(RC+RE) (2.46)Sustituyendo valores:
VkmAVVCE 62.4)8.7(946.012
Por tanto, el punto de operacin (Q) es:
VCE = 4.62V e IE = 0.946mA.
El transistor est funcionando en la zona
activa.
b.- Mtodo aproximado.Para la utilizacin de este mtodo se debe
cumplir con la siguiente condicin2:
10)1( ETH RR (2.47)
El significado de esta ecuacin es que la
cada de voltaje en el resistor de Thvenines despreciable comparado con el voltaje
de Thvenin, en otras palabras VBVTH.
En este caso se cumple VBVTH ya que:
kkx
RTH 56.5610
6.5)1100(
Por tanto:
Vkk
kV
RR
VR
V
CCCC
B 611
)1(
21
2
(2.48)
mAk
VV
R
VVI
E
BEB
E9464.0
6.5
7.06(2.49)
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCCC RIVRIV (2.50)
Con IC = IE se obtiene:
VCE = VCCIE(RC+RE) (2.51)Sustituyendo los valores se obtiene:
VkmAVVCE 62.4)8.7(9464.012
Por tanto, el punto de operacin es:
VCE = 4.62V y IE = 0.9464mA.El transistor est funcionando en la zona
activa.
Calculando el error relativo con respectoa IE.
%042.0100)946.0
946.09464.0( x
mA
mAmAE
r
Nota: se observa que la desviacinentre los dos mtodos es de 0.042% portanto, el mtodo aproximado es vlido.
Este mtodo es el ms utilizado en estetipo de polarizacin, pero hay que tener
mucho cuidado con la condicin
planteada para este mtodo.
2Electrnica: Teora de circuitos capitulo 4.
IE
IC
VCE-
+
+
+ Vcc12V
RE
5.6k
RC
2.2k
+
IB
VTH
malla1
malla2
RTH
Figura 2.15.2
-
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Ejemplo # 2Para el circuito mostrado en la figura2.16, calcule el punto de operacin del
transistor ( VCE, IE). Dato: = 100.
Solucin: El circuito para DC queda de lasiguiente forma, figura 2.16.1
La solucin de este ejercicio ser porlos dos mtodos.a.- Mtodo Exacto
b.- Mtodo aproximado
a.- Mtodo exacto.Aplicando Thvenin, en la figura 2.16.1
se obtiene el circuito de la figura 2.16.2.
De la figura 2.16.2 se obtiene:
V
MM
MV
RR
VRV CCTH 6
11
)1(12
21
2 (2.52)
kMM
MM
RR
RRR
TH 50011
)1)(1(
21
12 2.53)
Aplicando LKV en la malla1 se obtiene:
EEBETHBTH RIVRIV (2.54)
Sustituyendo1
E
B
II en la ecuacin
(2.54) resulta:
EEBETHE
TH RIVRI
V1
(2.55)
Despejando IE se obtiene:
E
TH
BETH
E
RR
VVI
1
(2.56)
Sustituyendo valores:
mA
kM
VVIE 5023.0
6.51100
5.0
7.06
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCCC RIVRIV (2.57)
Con IC = IE se obtiene:VCE = VCCIE(RC+RE) (2.58)
Introduciendo valores se obtiene:
VkmAVVCE 082.8)8.7(523.012
Por tanto, el punto de operacin es:
VCE = 8.082V e IE = 0.5023mA.
Figura 2.16
IB
IE
IC
VCE
-
+
vo
C22.2uF
C11uF
RE5.6k
RC
2.2k
R2
1M
R1
1M
1kHz
vi
-1/1V
Figura 2.16.1
IB
IE
IC
VCE
-
+ +VCC
12V
RE5.6k
RC
2.2k
R21M
R11M
IE
IC
VCE
-
+
+
+ VCC12V
RE
5.6k
RC
2.2k
+
IB
VTH
malla1
malla2
Figura 2.16.2
RTH
VCC 12V
-
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b.- Mtodo aproximado.Para la utilizacin de este mtodo se debecumplir con la siguiente condicin:
10
)1( ETH
RR (2.59)
En este caso no se cumple ya que:
kkx
RTH 56.5610
6.5)1100(
Sin embargo realizaremos los clculos
para algunos anlisis.
VMM
MV
RR
VRV CC
B6
11
)1(12
21
2 (2.60)
E
BEB
E
R
VVI (2.61)
mAk
VVI
E9464.0
6.5
7.06
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
EECECCCC RIVRIV (2.62)
Con IC = IE se obtiene:VCE = VCCIE(RC+RE) (2.63)
Sustituyendo los valores numricos:
VkmAVVCE 62.4)8.7(9464.012
Calculando el error relativo para IE
%93.46100)9464.0
5023.09464.0( x
mA
mAmAEr
Inicialmente sabamos que el mtodo noera vlido, porque no cumpla con lasiguiente condicin:
10
)1( ETH
RR y con el clculo del
error relativo lo reafirmamos, ya queexiste una desviacin de 46.93% de un
mtodo respecto al otro. Por tanto, el
punto de operacin para el transistor es:VCE = 8.082V e IE = 0.5023mA.Ejemplo # 3En la figura 2.17 est representado unamplificador cascodo. Hallar el valor deRC que ajustar la componente de c.c de
la tensin de salida a 0V. = 50 para
todos los transistores.
Solucin: Para encontrar el valor de RCnecesitamos conocer el voltaje que se cae
en dicho resistor y la corriente que circula
por ella.El voltaje que se cae en RC es VE3 ya que
Vo = 0V y la corriente que circula por RC
es IE3 = IC3 = IE2 (2.64)
Por tanto3
3
E
E
CI
VR (2.65)
Para calcular IE2 Vamos a utilizar el
mtodo aproximado, ya que es vlido.
Vkk
kVV k 896.4
5.27.4
)7.4(5.77.4
2.66)
Aplicando LKV en la malla1 se obtiene:kIVV EBEk 3.327.4 (2.67)
Despejando IE2 se obtiene:
k
VVI BEkE
3.3
7.4
2(2.68)
mAk
VVIE 272.1
3.3
7.0896.42
AmAI
I EB 94.2451
272.1
1
3
3 (2.69)
I = IB3 + IC1 (2.70)
Para calcular IC1 se aplica LKV en lamalla2 y se obtiene:
BEB VkIV 181 1 (Se apaga Vi) (2.71)
Sustituyendo en la ecuacin (2.71):
1
1
C
B
II (2.72)
IE3
IB2
IC1
IB3
IB1
-
+
IE2
Vo
VCC
15V
VEE
-7.5V
Q3
RC
3.3k
Q24.7k
2.5k
10k
Q1
18k
+1V
1kHz
Vi-1/1V
I
malla1
malla2
malla3
Figura 2.17
-
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35
BEC Vk
IV 181 1 (2.73)
Despejando IC1
mAk
VVIC 833.0
50
18
7.011 (2.74)
Por tanto:I = 0.833mA+24.94A = 0.858mA
Aplicando LKV en la malla3 se obtiene:
310 EBECC VVkIxV (2.75)
Despejando VE3 resulta:
BECCE VkIxVV 183 (2.76)
Introduciendo valores:
VVkmAxVVE 72.57.010858.0153
Entonces: 86.496,4272.1
72.5
mA
V
RC
Ejemplo # 4Para el circuito de la figura 2.18, calcule
el punto de operacin de cada transistor.
= 120 para ambos transistores.
Solucin: El circuito para DC queda de
la siguiente forma, figura 2.18.1
En la figura 2.18.1, aplicando Thvenin
en la base de Q1, se obtiene el circuito dela figura 2.18.2.
De la figura 2.18.2 se obtiene:
Vkk
kV
RR
VRV CCTH 6
11
)1(12
21
2 (2.77)
50011
)1)(1(
21
12
kk
kk
RR
RRR
TH(2.78)
Aplicando LKV en la malla1 se obtiene:
111 EEBETHBTH RIVRIV (2.79)
Sustituyendo1
1
1
E
B
II en la ecuacin
(2.79) se obtiene:
11
1
1EEBETH
ETH RIVR
IV (2.80)
Despejando IE1:
1
1
1E
TH
BETH
E
RR
VVI (2.81)
Sustituyendo los valores numricos en la
ecuacin (2.81) se obtiene:
m
kk
VVIE 946.0
6.51120
5.0
7.061
Utilizando las ecuaciones generales
IE1 = IC1 y considerando IB2 despreciablecomparada con IC1, entonces:V1 = IC1xRC1 = 2.08V (2.82)
Aplicando LKV en la malla2 se obtiene:
BEEE VRIV 221 (2.83)
Despejando IE2 resulta:
Figura 2.18
-
+
vo
VCC
12V
C31uF
1kHz
vi
-1/1V
C2
1uFRC2
2.2k
RE21.5k
Q2
C110uF
RE15.6k
R21k
R11k RC1
2.2k
Q1
Figura 2.18.1
VCC
12V
RC2
2.2k
RE21.5k
Q2
RE15.6k
R2
1k
R11k
RC12.2k
Q1
VCE1
-
- +
+IB1
IE2
IE1
Fi ura 2.18.2
V1
-
+
VCE2+VCC
12V
+VTH
RC22.2k
RE21.5k
Q2
RE15.6kRTH
RC1
2.2k
Q1
malla1
malla2
malla3
malla4
-
7/31/2019 UNIDAD_II_ELKAI
13/27
36
1
1
2
E
BE
ER
VVI (2.84)
Sustituyendo valores en la ecuacin (2.84):
mAk
VVIE 92.0
5.1
7.008.22
Para calcular VCE1 aplicamos malla4.11111 EECECCCC RIVRIV (2.85)
Despejando VCE1 se obtiene:
)(1111 ECECCCE RRIVV (2.86)
Introduciendo valores numricos en laecuacin (2.86) se obtiene:
VkmAVVCE 62.4)8.7(946.0121
Por tanto, el punto de operacin de Q1 es:
VCE1 = 4.62V e IE1 = 0.946mA.
Para calcular VCE2 aplicamos malla3.
22222 CCECEECC RIVRIV (2.87)Despejando VEC2 resulta:
)( 2222 ECECCEC RRIVV (2.88)
Sustituyendo valores en la ecuacin
(2.88) se obtiene:
VkmAVVEC 596.8)7.3(92.0122
Por tanto, el punto de operacin de Q2 es:
VCE2 = -8.596V e IE2 = 0.92mA.
2.9 El transistor BJT como
amplificador.El transistor es un dispositivo electrnico,para realizar clculos necesitamos un
modelo o esquema elctrico, de la misma
forma que se hizo para el diodo en elcaptulo 1.
El modelo a utilizar para el transistor BJT
NPN o PNP ser el mismo y se muestraen la figura 2.19.
Las capacitancias c y c se comportancomo circuito abierto, nicamente se vana considerar para el anlisis de
frecuencias de corte (FH), la resistencia rbes un dato dado por el fabricante con un
valor tpico de 100, r = (+1)re, ro seconsidera infinita, a menos que seindique lo contrario.Bajo las consideraciones aqumencionadas el circuito simplificado
resultante de la figura 2.19 se muestraen la figura 2.20.
El circuito de la figura 2.20 es el quevamos a utilizar en este captulo para la
solucin de circuitos con BJT.
ECUACIONES NECESARIAS.
EC II )1
( (2.89)
En la ecuacin (2.89) Si >>1 Entonces
IC IE (2.90)
1(2.91)
BE II )1( (2.92)
)(26
E
eI
mVr (2.93)
r= (+1)re (2.94)
)(1
Sr
ge
m (2.95)
gmv-
+
v
e
cb
=
c
e
bcr
c
rO
rb
Q1
gmv-
+
v
e
cb
=
c
e
b Q1c
r
c
rO
rb
Q1
Figura 2.19
gmv
+
v
e
cb
-
r
rb
Figura 2.20
-
7/31/2019 UNIDAD_II_ELKAI
14/27
37
)(C
CEA
oI
VVr (2.96)
)( voltajedegananciav
vA
i
oV (2.97)
)( corrientedegananciaiiAi
oi (2.98)
)( teciatransresisi
vR
i
om (2.99)
)tan( ciactransconduv
iG
i
om (2.100)
VBE = 0.7V: Cada de voltaje de la unin
PN.VA: voltaje de Early: Dato dado por el
fabricante.
Ri : resistencia de entradaRo: resistencia de salida
Zi: impedancia de entrada
Zo: impedancia de salida
Nota: Para la solucin de todos los
circuitos ante pequea seal se har:
Primero anlisis DC. Se calcular elpunto de operacin. Los capacitores se
comportan como circuito abierto.
Segundo anlisis AC. Los capacitores se
comportan como cortocircuito y se apagala fuente de alimentacin.
Dependiendo de la localizacin de lasentradas, salidas y tierra, se definen
cuatro configuraciones bsicas de un
amplificador de una etapa.
2.9.1 Configuraciones bsicas deltransistor BJT como amplificador.Existen cuatro configuraciones bsicasdel transistor BJT como amplificador,
estas son:
a.- Amplificador Emisor Comn.b.-Amplificador con resistencia en emisorc.- Amplificador Colector comn.
d.- Amplificador Base Comn.
a.- Amplificador Emisor comn.
Este amplificador se caracteriza porque el
emisor ante seal es comn al voltaje desalida y voltaje de entrada.
Para dibujar el circuito ante seal, se har
en dos pasos: primero se dibuja elcircuito ante seal cortocircuitando los
condensadores y apagando la fuente dealimentacin sin incluir el modelo deltransistor ante seal y despus se
introduce el modelo ante seal para el
transistor. Ver figura 2.21.1.
Agregando el modelo del transistor para
AC, figura 2.21.2.
Algunos de los parmetros de inters en
un amplificador son:
(i
o
v
v):Ganancia de voltaje
Figura 2.21.1
+
-
vO
Ri
Ro1kHz
vi
-1/1VRL
RC
RTH
iO
ii
Ro
gmv vO-
+
RiFigura 2.21.2
RLRC
r
rb
1kHzvi
-1/1V
RTH
+
-
v
iiio
Ro
vO-
+
Figura 2.21 Amplificador Emisor Comn
Ri
RL
C3
C21kHz
vi
-1/1V
C1
RE
RC
R2
R1
VCC
ib
-
7/31/2019 UNIDAD_II_ELKAI
15/27
38
(i
o
i
i):Ganancia de Corriente
Ri : Resistencia de entrada
Ro: Resistencia de salida
Calculando la ganancia de voltaje:'Lmo xRvgv (2.101)
Donde: LCL RRR //'
rr
rvv
b
i )( (2.102)
Sustituyendo (2.102) en (2.101)
)('rr
rRg
v
v
b
Lm
i
o (2.103)
Sustituyendo 1rgm en la ecuacin
(2.103) y dividiendo numerador y
denominador por este mismo factor seobtiene:
e
b
L
i
o
rr
R
v
v
1
'(2.104)
El signo menos en la ecuacin (2.104)
significa un desfase de 180 de la seal de
salida respecto a la seal de entrada.
)//( rrRR bTHi (2.105)
LCLo RRRR //' (2.106)
LC
Cmo
RR
Rvgi (2.107)
riv b (2.108)
rrR
Rii
bTH
THib (2.109)
Sustituyendo (2.109) en (2.108) y (2.108)en (2.107) se obtiene:
))()(1(rrR
R
RR
R
i
i
bTH
TH
LC
C
i
o (2.110)
b.- Amplificador con resistencia enemisor.Este se muestra en la figura 2.22.
El circuito ante seal, se har en dos
pasos: primero se dibuja el circuito ante
seal cortocircuitando los condensadoresy apagando la fuente de alimentacin, sin
incluir el modelo del transistor ante seal
y despus se introduce el modelo anteseal para el transistor, ver figura 2.22.1 y
figura 2.22.2.
Agregando el modelo del transistor para
AC, figura 2.22.2.
Calculando la ganancia de voltaje:
Cmo xRvgv (2.111)
Figura 2.22.1
Ro
Ri
vO
1kHz
vi-1/1V
RERTH
vo
Ro
gmv -
+
Ri
Figura 2.22.2
1kHz
-1/1V
RE
RCrRTH v
+
-
Figura 2.22
vo
VCC
C2
C1
RE
RC
R2
R1
1kHz
vi
-1/1V
Ro
Ri
RC
rbvi
-
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39
Eb
i
Rrr
xrvv
)1((2.112)
Sustituyendo (2.112) en (2.111) resulta:
))1(
(Eb
Cm
i
o
Rrr
rRg
v
v(2.113)
Sustituyendo 1rgm en la ecuacin
(2.13) y dividiendo numerador y
denominador por este mismo factor se
obtiene:
Ee
b
C
i
o
Rrr
R
v
v
1
(2.114)
EbTHi RrrRR )1(// (2.115)
Co RR (2.116)
c.- Amplificador Colector Comn oseguidor de emisor.En este amplificador el colector ante seales comn al voltaje de salida y voltaje de
entrada. Tambin se le conoce como
seguidor de emisor porque generalmenteest seguido de un emisor comn.
Para el circuito ante seal se
cortocircuitan los condensadores y se
apaga la fuente de alimentacin, sinincluir el modelo del transistor ante seal.
ver figura 2.23.1.
Agregando el modelo del transistor para
AC, en la figura 2.23.1 resulta la figura2.23.2.
Calculando la ganancia de voltaje:
Eeo xRiv (2.117)
Eebbbi Ririxriv (2.118)
Eebbb
Ee
i
o
RixrixrixRi
vv (2.119)
1
e
b
ii (2.120)
Sustituyendo (2.120) en (2.119) se
obtiene:
Eeb
E
i
o
Rrr
R
v
v
1
(2.121)
EbTHi RrrRR )1(// (2.122)
)1
//(rr
RR bEo (2.123)
d.- Configuracin Base comn.En esta configuracin la base es comn alvoltaje de salida y al voltaje de entrada.
Figura 2.23 Amplificador Colector Comn
+
-
vO
Ri
Ro
C2
1kHz
vi
-1/1V
C1
RER2
R1
VCC
Figura 2.23.1
vO
Ri
Ro
1kHz
vi-1/1V
RERTH
voRi
+
-
gmv
Ro
+
-
v
Figura 2.23.2
1kHz
vi-1/1V
RE
rRTHib
ie
rb
-
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17/27
40
El circuito para AC, sin sustituir el
modelo del transistor para AC, resulta elcircuito de la figura 2.24.1.
Sustituyendo el modelo del transistor para
AC, en el circuito anterior, figura 2.24.1resulta el circuito de la figura 2.24.2.
Calculando la ganancia de voltaje,resistencia de entrada y salida.
Cmo xRvgv (2.124)
rr
xrvv
b
i (2.125)
Sustituyendo (2.125) en (2.124) resulta:
)(rr
rRg
v
v
b
Cm
i
o (2.126)
Sustituyendo 1rgm en la ecuacin
(2.126) y dividiendo numerador y
denominador por este mismo factor se
obtiene:
e
b
C
i
o
rr
R
v
v
1
(2.127)
)1
//(rr
RR bEi (2.128)
Co RR (2.129)
2.10 EJEMPLOS 2.BEjemplo # 1
Para el circuito mostrado en la figura
2.25, calcule:i
o
v
v, Ri y Ro.
Datos: = 100 y rb= 100.
Solucin:a- El circuito para el anlisis DC semuestra en la figura 2.25.1.
Ro
vO-
+
Figura 2.25
Ri
RL2.2k
C3
1uF
C210uF
12V
1kHz
vi
-1/1V
C1
1uF
RE5.6k
RC
2.2k
R2
1k
R1
1k
VCC
Figura 2.24 Amplificador base comn
Ro
Ri
vO
1kHzvi
-1/1V
C1
C3
R
C2
VCC
RE
R2
R1
Figura 2.24.1
Ro
Ri
vO
1kHz
vi
-1/1V
R3
RE
v
-
+
Ro
gmv
vO-
+
Ri
Figura 2.24.2
1kHz
vi
-1/1V
RE
RCr
rb
-
7/31/2019 UNIDAD_II_ELKAI
18/27
41
Aplicando Thvenin En el circuito de lafigura 2.25.1, entre la base del transistor y
el punto comn nos queda la el circuito
de la figura 2.25.2.
Del circuito de la figura 2.25.2 se obtiene:
Vkk
kV
RR
VRV CCTH 6
11
)1(12
21
2 (2.130)
kkk
kk
RR
RRR
TH 5.011
)1)(1(
21
12 (2.131)
Aplicando LKV en la malla1 se obtiene:
EEBETHBTH RIVRIV (2.132)
Sustituyendo1
EB
II en la ecuacin
(2.132) se obtiene:
EEBETHE
TH RIVRI
V1
(2.133)
Despejando IE se obtiene:
E
TH
BETH
E
RR
VVI
1
(2.134)
Sustituyendo los valores en (2.134)
mA
kk
VVIE 946.0
6.51100
5.0
7.06
Aplicando LKV en la malla2.
EECECCCC RIVRIV (2.135)Con IC = IE se obtiene:
)( ECECCCE RRIVV (2.136)
Sustituyendo los valores numricos en
(2.136) se obtiene:
VkmAVVCE 62.4)8.7(946.012
Por tanto, el punto de operacin:
VCE = 4.62V e IE = 0.946mA.
El transistor est funcionando el la zonaactiva.
Otra forma de comprobarlo es verificandola siguiente condicin: VCEsat
-
7/31/2019 UNIDAD_II_ELKAI
19/27
42
Calculando los parmetros para AC:
48.27946.0
2626
mA
mV
I
mVr
E
e (2.137)
err )1( (2.138)
48.775,248.27101xr
mSr
ge
m 4.3648.27
11(2.139)
Calculando las variables solicitadas.'Lmo xRvgv (2.140)
Donde: LCL RRR //'
rr
xrvv
b
i (2.141)
Sustituyendo (2.141) en (2.140) resulta:
)('rr
rRg
v
v
b
Lm
i
o (2.142)
Sustituyendo 1rgm en la ecuacin
(2.142) y dividiendo numerador ydenominador por este mismo factor se
obtiene:
e
b
L
i
o
rr
R
v
v
1
'(2.143)
Sustituyendo los valores numricos en laecuacin (2.143) se obtiene:
64.38
48.27
101
100
1.1 k
v
v
i
o
)//( rrRR bTHi (2.144)
94.42548.875,2//5.0 kRi
kRR Lo 1.1' (2.145)
Ejemplo # 2Para el circuito mostrado en la figura
2.27, calcule:i
o
v
v, Ri y Ro.
Datos: = 200 y rb= 50.
Solucin:
a.- El circuito para el anlisis DC semuestra en la figura 2.27.1
Aplicando Thvenin entre la base de Q1 y
el punto comn en la figura 2.27.1.
Vkk
kV
RR
VRV CCTH 6
11
)1(12
21
2 (2.146)
kkk
kk
RR
RRR
TH
5.011
)1)(1(
21
12 (2.147)
111 EEBETHBTH RIVRIV (2.148)
Sustituyendo1
1
1
E
B
II en la ecuacin
(2.148) se obtiene:
111
1EEBETH
ETH RIVR
IV (2.149)
Ri
Ro
Figura 2.27
vo-
+
C310uF
RL10k
RE2
1.8k
Q2
VCC12V
1kHz
vi
-1/1V
RS
1kC21uFC1
10uFR2
1k
R1
1k
RE15.3k
RC
2.2k
Q1
Figura 2.27.1
Q2
12V
Q1RL
10k
RE21.8k
R2
1k
R11k
RE1
5.3k
RC
2.2k
IE1
IE2+
-
V1
IB2
I
Ro
gmvvO-
+
RiFigura 2.26.1
RLRC
r
rb
1kHz
vi
-1/1V
RTH
+
-
v
VCC
-
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20/27
43
Despejando IE se obtiene:
1
1
1E
TH
BETH
E
RR
VVI (2.150)
mAk
k
VV
IE 13.5
1200
5.0
7.061
Aplicando LKV en malla que involucraVCE1 y con un valor de IB2 despreciablese obtiene:
111 EECECCCRIVIRV (2.151)
Con I = IE1 resulta:
)( 111 ECECCCE RRIVV (2.152)
Introduciendo valores numricos en la
ecuacin (2.152) se obtiene:VkmAVVCE 5.4)5.7(1121
El punto de operacin para Q1 es:
VCE1 = 4.5V e IE1 = 1mA.El transistor est funcionando en la zona
activa, comportndose como un
amplificador.
Para la segunda etapa se obtiene:VkmAIxRV C 2.2)2.2(11 (2.153)
mA
k
VVIE 833.0
8.1
7.02.22
(2.154)
)8.11(833.0122
kmAVVEC (2.155)
VVEC 2.22
Entonces: VCE2 = -2.2V.El punto de operacin para Q2 es:
VCE2 = -2.2V e IE2 = 0.833mA.
El transistor est funcionando en la zonaactiva, comportndose como un
amplificador.
2.- Anlisis AC.Dibujando el circuito para AC, sin
sustituir el modelo del transistor para AC,
resulta el circuito de la figura 2.27.2.
Sustituyendo el modelo del transistor para
AC, en el circuito anterior, figura 2.27.2resulta el circuito de la figura 2.27.3.
Calculando los parmetros para AC:
261
2626
1
1mA
mV
I
mVr
E
e (2.156)
21.31833.0
2626
2
2mA
mV
I
mVr
E
e (2.157)
226,526201)1(11 xrr e (2.158)
22)1( err (2.159)
21.273,621.312012 xr
mSr
ge
m46.38
26
11
1
1 (2.160)
mS
r
g
e
m04.32
21.31
11
2
2 (2.161)
Calculando las variables solicitadas.
)'
)('
)(( 1
1 i
i
i
o
o
o
i
o
v
v
v
v
v
v
v
v(2.162)
Se observa que la ganancia se puede
calcular como el producto de lasganancias por etapas.
+
-vo
Ro
Ri
Figura 2.27.2
Q2
1kHz
vi
-1/1V
Q1 RL10k
RS
1k
RE15.3k
RC2.2k
-
+
vov2
-
+r2
gm2V2
Ri
+
-vO1
gm1v1
Ro
+
-
v1
RS
RL
rb
1kHz
vi
-1/1V
RE1
RCr1
rb
+
-vi
Figura 2.27.3
-
7/31/2019 UNIDAD_II_ELKAI
21/27
44
Lmo xRvgv 22 (2.163)
2
21
2
)(
rr
rvv
b
o (2.164)
Sustituyendo (2.164) en (2.163) seobtiene:
)(2
22
1 rr
rRg
v
v
b
Lm
o
o (2.165)
Sustituyendo 122rgm en la
ecuacin anterior y dividiendo numerador
y denominador por este mismo factor seobtiene:
21
1e
b
L
O
O
rr
R
v
v (2.166)
Sustituyendo los valores numricos en laecuacin (2.166) se obtiene:
88.317
21.31201
50
10
1
k
v
v
o
o
)//(2111
rrRxvgv bCmo (2.167)
1
1
1
'
rr
xrvv
b
i (2.168)
Sustituyendo (2.168) en (2.167) se
obtiene:
)()//('
1
11
12 rr
rrrRgvv
b
bCm
i
o (2.169)
Sustituyendo 111rgm en la
ecuacin anterior y dividiendo numeradory denominador por este mismo factor se
obtiene:
1
21
1
)//(
'e
b
bC
i
o
rr
rrR
v
v (2.170)
Introduciendo valores numricos en la
ecuacin (2.170) resulta:
26201
50
)21.273,650//(2.2
'
1 k
v
v
i
O
18.6225.26
14.632,1
'
1
i
O
v
v
Sb
E
bEi
Rrr
R
rrRxv
vi
)1
//(
)1
//(
'1
1
11
(2.171)
Sb
E
bE
i
i
Rrr
R
rrR
v
v
)1
//(
)1//('
11
11
(2.172)
Sustituyendo valores numricos en la
ecuacin (2.172) se obtiene:
mkv
v
i
i 5.25112.26
12.26'
Por lo tanto se puede calcular:
03.504)5.25)(18.62)(88.317( m
v
v
i
o
)1
//( 11rr
RR bEi (2.173)
12.2625.26//3.5 kRi
kRR Lo 10 (2.174)
Ejemplo # 3Para el circuito mostrado en la figura
2.28, calcule:i
o
v
i,
i
o
i
i, Ri y Ro.
Datos: = 100 y rb= 100.
Solucin:
a.- Anlisis DC
111 EEBEBBEE RIVRIV (2.175)
Sustituyendo1
1
1
E
B
II en la ecuacin
anteriores obtiene:
111
1EEBEB
EEE RIVR
IV (2.176)
iO
Figura 2.28
ii
Ri RO
vO
C410uF
C3
C21uF
Q2
1kHz
Vi-1/1V
C1
1uF
VCC5V
VEE-5V
Q1
RC22.7k
RE2
1.5k
RB1k
RE14.3k
RC12.2k 10uF
-
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22/27
45
Despejando IE1 se obtiene:
1
1
1E
B
BEEE
E
RR
VVI (2.177)
Sustituyendo valores en la ecuacin
(2.177) se obtiene:
mA
kk
VVIE 1
3.4101
1
7.051
Considerando Ib2 0A.
111 CERC RIV (2.178)
Sustituyendo valores en la ecuacin
(2.178) se obtiene:
VkmAxVRC 2.22.211
BEEERC VRIV 221 (2.179)
Entonces:
2
1
2
E
BERC
ER
VVI (2.180)
Sustituyendo valores numricos en la
ecuacin (2.180) se obtiene:
mAk
VVIE 1
5.1
7.02.22
11111 EECECEEE RIVRIVccV (2.181)
)(1111 ECEEECCCE
RRIVVV (2.182)
Sustituyendo valores en la ecuacin
(2.182) se obtiene:
VkmAxVVCE 5.35.61101
22222 CEECEECCEE RIVRIVV (2.183)
)(2222 ECEEECCEC RRIVVV (2.184)
Sustituyendo valores en la ecuacin
(2.184) se obtiene:
VkmAxVVEC 8.52.41102
Entonces: VVCE 8.52
El punto de operacin es:Para Q1: mAIeVV ECE 15.3 11
Para Q2: mAIeVV ECE 18.5 22
Ambos transistores estn funcionando enla zona activa comportndose como
amplificadores
b.- Anlisis AC.
El circuito para AC, sin sustituir el
modelo del transistor para AC, resulta elcircuito de la figura 2.28.1.
Sustituyendo el modelo del transistor paraAC, en el circuito anterior, figura 2.28.1
resulta el circuito de la figura 2.28.2.
Calculando los parmetros ante para AC:
1
21
26
E
eeeI
mVrrr (2.185)
Sustituyendo valores:
261
26
mA
mVre
errrr )1(21 (2.186)
Sustituyendo valores se obtiene en laecuacin (2.186) resulta:
626,226101xr
e
mmmr
ggg1
21 (2.187)
Introduciendo valores en la ecuacin(2.187) se obtiene:
mSgm 46.3826
1
Calculando las variables solicitadas.
))()(( 1
1 i
o
o
o
o
o
i
o
v
v
v
v
v
i
v
i(2.188)
ii vO1
Figura 2.28.2
v 1-
+
Ro
gmv 1Ri gmv 2
r 2+
-v 2 vo
+
-
iO
RB
1kHz
Vi-1/1V
RC2
rb
RC1r 1
rbiC2
Figura 2.28.1
iO
ii
Ri RO
vO
Q2
1kHz
vi-1/1V Q1
RC2
RB
RC1
-
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23/27
46
2Coo xRiv (2.189)
Entonces:
mSkRv
i
Co
o 455.02.2
11
2
(2.190)
22Cmo
xRvgv (2.191)
rr
rvv
b
o12 (2.192)
Sustituyendo (2.192) en (2.191) se
obtiene:
)(2
1 rr
rRg
v
v
b
Cm
o
o (2.193)
Sustituyendo 1rgm en la ecuacin
anterior y dividiendo numerador ydenominador por este mismo factor se
obtiene:
e
b
C
o
o
rr
R
v
v
1
2
1
(2.194)
Sustituyendo valores en la ecuacin
(2.194) se obtiene:
100
26101
100
7.2 k
v
v
i
o
)//(111 rrRvgv bCmo (2.195)
rr
rvv
b
i )(1 (2.196)
Sustituyendo (2.196) en (2.195) se
obtiene:
)()//(1
1
rr
rrrRg
v
v
b
bCm
i
o (2.197)
Sustituyendo 1rgm en la ecuacin
(2.197) y dividiendo numerador y
denominador por este mismo factor se
obtiene:
e
b
C
i
o
rr
rrbR
v
v
1
)//(11 (2.198)
Sustituyendo valores en la ecuacin
(2.198) se obtiene:
26101
100
)626,2100//(2.21 k
v
v
i
o
1.4599.26
46.217,11
i
o
v
v
Por tanto:
SmSv
i
i
o 1.2)1.45)(100)(455.0(
)//( rrRR bBi (2.199)
62.731726,2//1kRi
kRR Co 7.22 (2.200)
ii
o
i
i
o
i
o Rv
i
Rv
i
i
i)( (2.201)
4.536,1)62.731)(1.2( Si
i
i
o (2.202)
PROBLEMAS
Problemas y ejercicios propuestos decircuitos de polarizacin contransistores BJT NPN y PNP.
2.1 Para el circuito de la figura P2.1,calcule el punto de operacin (VCE y IC). = 150.
5V
C21uF
Q
C11uF
1kHz
Vi-1/1V
RL10k
RE
1.8k
RC1k
R1
1k
R21k
5V
Figura P2.1
-
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24/27
47
2.2 Para el circuito de la figura P2.2,calcule el punto de operacin (VCE y IC).
= 120.
2.3 Para el circuito de la figura P2.3,calcule el punto de operacin para cada
transistor. = 120.
2.4 Para el circuito de la figura P2.4,
determinar el valor de RB tal queVC3 = 0VDC. = 100 para todos los
transistores.
2.5 Para el circuito de la figura P2.5,calcule el punto de operacin para cada
uno de los transistores. Dato: = 120 paraambos transistores.
2.6 Para el circuito de la figura P2.6,calcule el punto de operacin para cada
transistor. Dato: = 200 para todos los
transistores.
2.7 Para el circuito de la figura P2.7,calcule el punto de operacin para cada
transistor. Dato: = 100 para todos los
transistores.
Figura P2.6
30V
10uF10uF
Q3
Q2
Q1
1kHz
Vi
-1/1V
2.7k
4.7k8.2k
5.6k
1k
10k
82k
5.6k
10uFQ3
Q2
Q1
1uF
1kHz
-1/1V
Figura P2.2.
Q
C21uF
-5V
C11uF
1kHz
vi
-1/1V
RL10k
RC
1k
RE1.8k
R1
1k
R2
1k
Figura P2.3
VCC-5V
Q2Q1
C11uF
1kHz
vi-1/1V
RE25.6k
RC2
2.2k
RC11k
RE11.8k
R1
1k
R2
1k
Figura P2.4 -6V
10V
2k
1k1k
Q3
3.3k
Q2
1kHz
vi
-1/1V
C11uF
RB1k
Q1
Figura P2.5
-
+
3V3
-6V
10V
Q1
Q2
1k
1k
2k
1k
100
3V3
-
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48
2.8 Para el circuito de la figura P2.8,calcule el punto de operacin para cada
transistor. Dato: = 200 para todos lostransistores.
2.9 Para el circuito de la figura P2.9,calcule el punto de operacin para el
transistor. Dato: = 100.
Problemas y ejercicios propuestos decircuitos de polarizacin y seal contransistores BJT NPN y PNP.
2.10 Para el circuito mostrado en la figura
P2.10, calcule:i
o
v
v,
i
o
i
i, Ri y Ro.
Datos: = 200 rb= 50.
2.11 Para el circuito mostrado en la figura
p2.11, calcule:i
o
v
v, R
iy R
o.
Datos: = 200 rb= 50.
Figura P2.7
-12V
1k
1k 5k6
Q2
2k2
Q1
12V
Q4
Q3
1k5
2k2
Q2
Q1
Q4
Q3
Figura P2.8
-15V
22V
Q2
Q1
3k3
12k
2k2
10k
100k
6k8
-15V
22V
Q2
Q1
3k3
12k
2k2
10k
100k
6k8
Figura P2.9
-5V
1k2
1k2 3k9
1k5
Q
-5V
1k2
1k2 3k9
1k5
Q
+
-
vo
Figura P2.10
Ro
Ri
Q2
VCC12V
1kHz
vi
-1/1V
C21uFC1
10uF
Q1 RL10k
RE21.8k
RS1k
R21k
R1
1k
RE15.3k
RC2.2k
-
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49
2.12 Para el circuito mostrado en la figura
P2.12, calcule:i
o
i
v,
i
o
v
v, Ro y Ri.
Datos: = 100 y rb= 100.
2.13 Para el circuito mostrado en la figuraP2.13, calcule: Gm, Ri y Ro.
Datos: = 200 rb= 50.
2.14 Para el circuito mostrado en la figura
P2.14, calcule:i
o
v
v,
i
o
i
v,
i
o
v
i,
i
o
i
iRi y Ro.
Datos: = 200 rb= 50.
2.15 Para el circuito mostrado en la figura
P2.15, calcule:s
o
v
v,
s
o
i
iRi y Ro.
Datos: = 120 rb = 120.
2.16 Para el circuito mostrado en la figura
P2.16, calcule:s
o
v
v, Ri y Ro.
Datos: = 120 rb = 120.
Ro
Ri
vO
Figura P2.13
C41uF
C31uF
VCC15V RC2
3.3k
RE24.7k
R3
1k
R41k
Q2
C2
1uF
Q1
RC1
1.8kR1
10k
R210k
RE1
4.7k
C11uF
1kHz
vi-1/1V
ii
iO
Figura P2.12
ii
Ri RO
vO
C410uF
C310uF
C21uF
Q2
1kHz
vi
-1/1VC1
1uF
VCC10V
VEE-5V
Q1
RC22.7k
RE2
1.5k
RB
1kRE1
4.3k
RC12.2k
Figura P2.11
vO
Ri
Ro
RL2.2k
C41uF
C310uF
VCC12V
1kHz
vi
-1/1V
C2
1uF
C110uF
Q2
Q1
R14.7k
R24.7k
R32.2k
RC2.2k
RE3k
ii -
+vO
Figura P2.14
RE11k
RC3
10kRE31.8kRE2
2.2kRB2k
RS
1k
1kHz
vi
-1/1V
Q3
RC212k
RC110k
Q2
Q1
Ri
Ro
IE1=IE2=IE3=1mA
-
+vo
is
io
Ro
Ri
Figura P2.15
C3
10uF
VCC12V
Q
RC3.3k
RE100R2
2.7k
R18.2k
C11uF
RL
15k
RE
2.7k
C2
1uF
1kHzVS
-1/1VRS
220
iO
-
7/31/2019 UNIDAD_II_ELKAI
27/27
2.17 Para el circuito mostrado en la figura
p2.17, calcule:s
o
vv , Ri y Ro.
Datos: = 120 rb = 120.
Figura P2.16
-
+vo
Ro
Ri
C3
10uF RS1k
C21uF
VCC12V
Q
RC3.3k
R22.7k
R18.2k
C1
1uF
RL
15k
RE2.8k 1kHz
VS-1/1V
-
+vo
Figura p2.17
Ri
Ro
RL1k
C41uF
RE2
6.8k
RC2
1k
Q2R41k
R3
1k
C310uF
RS1k
C2
1uF
VCC12V
Q1
RC
3.3k
R2
2.7k
R1
8.2k
C11uF
RE
2.8k
1kHz
VS-1/1V