POLARIZACION DE TRANSISTORES, Transcripciones de Electrónica Analógica

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ELECTRÓNICA ANALÓGICA

MARCO ANTONIO HERNÁNDEZ SEGOVIA

MECÁNICA AUTOMOTRIZ

5° ENERO – ABRIL 2022

ING. PORFIRIO HERNÁNDEZ GORDILLO

CIRCUITO DE POLARIZACIÓN UNIVERSAL.

QUÉ ES UNA POLARIZACIÓN UNIVERSAL.

ECUACIONES REPRESENTATIVAS DE LA POLARIZACIÓN UNIVERSAL.

POLARIZACIÓN POR DIVISOR DE VOLTAJE O (POLARIZACIÓN UNIVERSAL).

El circuito de polarización por divisor de voltaje o de tensión, para un transistor bjt es como se muestra en las siguientes figuras. La polarización por divisor de voltaje es la polarización más estable respecto al punto de trabajo Q. Se puede usar en todas las configuraciones del transistor bjt, emisor común, base común, y colector común. Las ecuaciones básicas son las siguientes: Con este tipo de polarización la estabilidad del punto Q es mucho mejor, es decir a medida que el transistor este trabajando, los valores de ICQ, VCEQ se mantendrán casi inalterables. Es por esta razón que este tipo de polarización es la más utilizada cuando se trata de diseñar un amplificador. Para determinar los valores de las resistencias de polarización, seguiremos considerando los mismos criterios de diseño, como ya mencionamos anteriormente, los cuales facilitan el cálculo de las resistencias. Las condiciones de polarización las fijaremos de la siguiente manera:

HALLANDO R1 Y R.

Para hallar el valor de R 2 , haremos uso de la ley de OHM y las leyes de Kirchhoff, aplicados a la base del transistor. Para hallar R 1 , haremos uso del segundo criterio de diseño, junto con la ley de ohm y las leyes de Kirchhoff.

TEOREMA DE THEVENIN.

¿QUÉ ES EL TEOREMA DE THEVENIN?

A través de la aplicación del teorema de Thevenin, se logra que un circuito complejo se convierta en uno más simple. De esta manera, se expresa que al estar existir dos terminales A y B dentro de la estructura de un circuito eléctrico lineal, es posible convertirlo a un circuito equivalente más simple. La teoría expresa que a través de la resistencia del circuito transformado la corriente seguirá circulando. El hallazgo de esta idea data para el año1853. Fue el científico alemán Hermman von Helmholtz quien por primera vez dio evidencia del procedimiento que demostraba válido el postulado. Pero no hubo ningún interés para el momento acerca de esta teoría, y quedó en el olvido hasta el año 1883, cuando el francés León Charles Thévenin, un ingeniero en telégrafos, redescubre el teorema, siendo bautizado bajo su apellido. El enunciado se desglosa de la siguiente manera: Si el circuito original posee muchas resistencias, y se desea calcular intensidad, tensión o potencia de alguna de estas, o que se ubique entre los puntos A y B de un circuito grande, se puede simplificar el proceso a través del teorema de Thevenin. Se establece que es posible construir un circuito equivalente más pequeño , comprendido por una resistencia y una fuente de tensión dispuestos en serie. Los valores asignados a cada uno de estos se conocen como resistencia de Thevenin y tensión de Thevenin, que serán equivalentes al valor de la resistencia entre A y B, conocida como resistencia de carga.

CALCULAR LA RESISTENCIA DE THEVENIN.

Para obtener el valor de la resistencia de Thevenin (RTH), es necesario realizar reemplazar cada una de las fuentes de tensión que integran el circuito original a través de un cortocircuito, mientras que en el caso de las fuentes de corriente pasarán a ser circuito abierto. A partir de aquí se procede a calcular la resistencia total del circuito.

En el momento en que se vaya a realizar el cálculo de la resistencia de Thevenin, se pueden usar diversos métodos. El más común es agrupando las resistencias en paralelo, transformándolas en una sola. De esta manera, el circuito equivalente solo deberá contener resistencias en serie. Estas deberán ser sumadas, lo que nos dará como resultado la resistencia de Thevenin. Si estamos ante un circuito de corriente alterna, entonces será necesario realizar el cálculo de la impedancia equivalente.

CALCULAR LA TENSIÓN DE THEVENIN

En el circuito original se calcula la tensión existente entre los puntos A y B. La mejor manera es realizando la suma y resta de los valores de las fuentes de tensión. Lo mismo será con las caídas de tensión en las resistencias, pero aplicando en este caso las leyes de Kirchhoff, la ley de ohm u otro método válido para el procedimiento.

PASOS PARA APLICAR EL TEOREMA DE THEVENIN

Cuando se construye un circuito equivalente de Thevenin, es posible realizar cálculos más sencillos y en menos tiempo que al trabajar con el circuito completo original. Para lograr aplicar el teorema correctamente, se deben realizar estos pasos:

1. Al eliminar las fuentes de alimentación del circuito original, será posible encontrar la resistencia de Thevenin. Luego se deberá calcular el valor de la resistencia total que existe entre los puntos A y B donde se encuentre conectada la resistencia de carga.
2. Para el caso de hallar la tensión de Thevenin, se elimina la resistencia de carga, y se calcula el voltaje de los puntos de conexión abiertos donde esta se encontraba.
3. Construye el circuito equivalente utilizando la tensión de Thevenin y la resistencia de Thevenin en serie. Conecta la resistencia de carga entre los puntos de conexión abiertos de este circuito.
4. Utilizando las reglas de circuitos en serie, se analiza la tensión y corriente de la resistencia de carga.

VENTAJAS DE APLICAR EL TEOREMA DE THEVENIN

En la teoría de circuitos, el teorema de Thevenin es uno de los postulados que más se suele aplicar, ya que ofrece mayores facilidades al momento de trabajar con circuitos complejos:  Al permitir crear un circuito equivalente de uno más grande , se puede calcular en menos tiempo el valor de voltajes, la corriente o hasta la potencia de un circuito una vez que se conecta una carga.  Es aplicable a cualquier elemento del circuito, siempre que este cuente con una fuente independiente.  Es posible encontrar un circuito equivalente simple hasta del circuito más complejo.

PASOS PARA APLICAR EL TEOREMA DE NORTON

El teorema de Norton es considerado como un dual del teorema de Thevenin. Se les considera equivalentes, ya que se puede pasar fácilmente de uno a otro, sin obtener resultados erróneos; solo se debe aplicar el teorema correspondiente al caso. Los pasos para cumplir el teorema de Norton son muy similares a los del teorema de Thevenin:

1. Se debe eliminar las fuentes de alimentación en el circuito original, para luego calcular la resistencia total existente entre los puntos de conexión abiertos A y B.
2. Una vez que se elimina la resistencia de carga del circuito original, se obtendrá la fuente de corriente de Norton, y se calcula a través de un corto que se ubica entre los dos puntos de conexión abiertos, donde se encontraba la resistencia de carga.
3. Se procede a dibujar el circuito equivalente, utilizando la fuente de corriente de Norton y la resistencia de Norton en paralelo. Entre los puntos abiertos de este circuito, se vuelve a conectar la resistencia de carga.
4. Se procede a analizar a través de las reglas de circuitos en paralelo el voltaje y corriente de la resistencia de carga.