AMPLIFICACIÓN.

En muchos casos es necesario partir de un punto específico conociendo ciertos datos. Como has podido ver en el conjunto de rectas gráficas que designan el funcionamiento de acuerdo a las diferentes corrientes de base, establecen unos valores mínimo y máximo que podríamos unir y establecer la recta de carga.

Cuyo valor tiene una máxima Ic designada por la corriente máxima de colector según el circuito y una tensión máxima de colector – emisor, que siempre será la tensión de alimentación aplicada al circuito. Para entender mejor este concepto nos ayudaremos del siguiente circuito:

Como puedes ver la tensión en el colector es de 15V. La resistencia de colector R2 sirve como carga del circuito y es de 1800Ω. La resistencia de base R1 es de 39000Ω y la tensión Vbb es de 4V.

Como puedes ver la resistencia de carga designa la máxima intensidad de colector que estará designada por la tensión de la alimentación y la resistencia de carga. Puedes ver que el programa ha asignado a 8,29mA la corriente máxima de colector. Haciendo los cálculos manualmente, nos queda:

ICmax = VCC ÷ R2



NOTA: Observa como el programa LIVEWIRE introduce una ligera diferencia en la corriente de colector máxima, pero en realidad es más real que la calculada anteriormente, ya que hemos utilizado una primera aproximación para el cálculo y no hemos tenido en cuenta la resistencia interna de la fuente de alimentación, la línea y la variación de intensidad o la impedancia del transistor.

Este valor de 8,33 mA es la máxima corriente de colector y será uno de los puntos en los cuales se establece la recta de carga. El otro extremo ya hemos dicho que será la máxima tensión de alimentación del circuito de colector. En este caso es de 15V. Por lo tanto, ya tenemos los dos extremos de la recta de carga Ic/Vce.

Punto de trabajo.

Llamado también punto de reposo y designado mediante la letra Q, (quiescent point), se encuentra en la intersección de la recta de carga con la característica de trabajo a la corriente de base que circula cuando no hay señal presente en la misma.

Así para conocer la corriente de base que produce una tensión en el colector y una corriente por el mismo, debemos de conocer el valor de la resistencia de entrada al circuito (ya que la impedancia de entrada del transistor modificará varios factores a la vez). Y sabiendo que (aproximadamente porque ya llegaremos a como calcular la impedancia de entrada), la resistencia de entrada en un circuito emisor común ronda los 1KΩ (como mencionamos al principio de la clase).

Esta impedancia de entrada (que llamaremos Ze), se suma a la resistencia de base del circuito anterior para obtener una impedancia total de 40KΩ.

Z = R1 + Ze



Y como la tensión que está siendo aplicada en el circuito es de 4 voltios, nos dará una corriente de base – emisor de:

Para ésta corriente de base, le corresponde un valor en la tensión Vbe de polarización que en este caso puedes ver en el circuito corresponde a un valor de 0,78mV (cálculo más aproximado del Livewire). Pero podemos calcular la tensión mediante fórmulas:

Y como puedes ver si hace más grande la diferencia con los cálculos teóricos y los cálculos más reales.

Conocer el punto de trabajo real.

Hemos visto que de acuerdo a los valores de la corriente de base, obtenemos diferentes curvas que producen unos valores de Ic y de Vce en la recta de carga.

En el punto anterior calculamos que, de acuerdo a los valores de las alimentaciones y resistencias del circuito obteníamos una intensidad de base de 100µA. Pero, ¿qué corriente produce esa intensidad de base en la de colector? ¿Y qué tensión Vce establece en el transistor?

Mediante una observación visual, para una corriente de base de 100μA le corresponde una corriente de colector de 8,29mA. Por lo que situamos el punto Q en la recta de carga a 8,29mA, en el punto que puedes ver a continuación:

Existe una forma de calcular la tensión Vce en dicho punto, pero como puedes ver el resultado será de menos de 1V. La fórmula que asigna la tensión Vce dependiendo de la tensión de alimentación y la intensidad de colector y la resistencia de carga:

Vce = Vcc – VR2



Lo cual cómo puedes ver resumiendo, una corriente de base de 100μA produce una corriente de colector de 8,29mA y una tensión Vce de 0,24V.

Esto sitúa al punto Q en la parte más alta de la recta de carga y convierte a este circuito en un mal amplificador ya que está a punto de producirse la saturación del transistor (gráfica superior).

En un futuro a menos que hagamos trabajar al amplificador en diferentes clases para producir un tipo de rendimiento, estableceremos el punto de trabajo Q, a la mitad de la recta de carga para evitar distorsiones y fallos. Más adelante conoceremos los cuatro estados del transistor como la saturación, el corte, la zona de ruptura y la saturación fuerte.