La polarización BJT crea margen para una pequeña señal

Primero polarización,después señal

Un transistor bipolar puede amplificar un pequeño cambio alrededor de un punto de operación de continua. Para un NPN en región activa directa,usa $I_C\approx\beta I_B$ y una aproximación elegida de $V_{BE}$. Ni β ni VBE son constantes exactas. Saturación y corte son regiones distintas,así que comprueba tensiones después de usar el modelo de región activa.

Considera un circuito de 5 V deliberadamente idealizado con base mantenida por una fuente ideal de 1.7 V,resistencia de emisor de 1 kΩ a masa y resistencia de colector de 2 kΩ a 5 V. Supón VBE = 0.7 V y β = 100. La tensión de emisor es 1 V y la corriente 1 mA. La corriente de colector es β/(β+1) veces la de emisor,o 0.990099 mA. La tensión de colector es 3.019802 V y VCE es 2.019802 V.

Linealiza cerca de ese punto

Con aproximación de temperatura ambiente VT = 25.85 mV,la transconductancia $g_m=I_C/V_T$ es 38.3017 mS. Su inversa es aproximadamente 26.1085 Ω. Ignorando la resistencia de salida del transistor y tomando β grande para una estimación sencilla de pequeña señal,una resistencia de emisor sin desacoplo da ganancia $-R_C/(R_E+1/g_m)$,aproximadamente −1.9491.

Por tanto,una señal de base de 10 mV de pico produce un cambio invertido de colector de aproximadamente 19.49 mV de pico. Esta estimación es local;aumentar la amplitud hasta corte o saturación rompe el modelo lineal. La resistencia de emisor reduce la ganancia,pero hace el comportamiento menos dependiente de β y de la característica de la unión sin estabilizar.

La fuente de base importa

Nuestra fuente ideal de base puede suministrar aproximadamente 9.90 μA de corriente de base sin caída. No puede suponerse ideal un divisor real de resistencias. Sustitúyelo por su tensión y resistencia de Thevenin,incluye corriente de base y resuelve otra vez el punto de continua. Los condensadores de acoplamiento y desacoplo también tienen efectos dependientes de frecuencia.

Registra el punto de polarización por separado de la ganancia de señal e indica qué aproximaciones produjeron cada número. Una estimación de transistor de libro no es un modelo de dispositivo cualificado ni un diseño físico de amplificador garantizado.