Question

Ejercicio 3- TRANSISTOR BJT En esta sección se observará el comportamiento de los transistores BJT y algunas de sus aplicaciones más importantes, en cada caso el estudiante debe encontrar los valores solicitados.

Answer 1

La tensión entre colector y emisor es de 14,5 V, la corriente de colector es de 2,01 mA, la tensión en el colector es de 17,5 V y la tensión en el emisor es de 3,02 V.

¿Cómo hallar la corriente de colector?

Podemos empezar aplicando la segunda ley de Kirchoff en la malla de salida, siendo VCE la tensión entre colector y emisor, previo eliminar del circuito las ramas que contengan capacitores para obtener el circuito estático:

$V_{CC}=I_C.R_3+V_{CE}+I_C.R_E\\\\V_{CE}=V_{CB}+V_{BE}= > V_{CC}=I_C.R_3+V_{CB}+V_{BE}+I_C.R_E$

Desglosamos la tensión VCE en VCE y VBE porque ahora vamos a aplicar la segunda ley de Kirchoff en la malla de polarización de la base, la cual es recorrida por la corriente de base IB:

$V_{CB}=I_B.R_1+I_B.R_2\\\\I_B=\frac{I_C}{\beta}= > V_{CB}=\frac{I_C}{\beta}(R_1+R_2)$

En esta expresión $\beta$ es la ganancia estática del transistor en configuración emisor común. Para este ejercicio vamos a adoptar $\beta=100$. Reemplazando esta expresión en la anterior podemos calcular la tensión de colector:

$V_{CC}=I_C.R_3+\frac{I_C}{\beta}(R_1+R_2)+V_{BE}+I_C.R_E\\\\V_{CC}=V_{BE}+I_C(R_3+R_E+\frac{R_1+R_2}{\beta})\\\\I_C=\frac{V_{CC}-V_{BE}}{R_3+R_E+\frac{R_1+R_2}{\beta}}=\frac{30V-0,6V}{6,2k\Omega+1,5k\Omega+\frac{220k\Omega+470k\Omega}{100}}\\\\I_C=2,01mA$

¿Cómo determinar las tensiones del circuito?

Aplicando la segunda ley de Kirchoff en la malla de salida podemos calcular la tensión entre colector y emisor:

$V_{CC}=I_C(R_3+R_E)+V_{CE}\\\\V_{CE}=V_{CC}-I_C(R_3+R_E)=30V-2,01mA(6,2k\Omega+1,5k\Omega)\\\\V_{CE}=14,5V$

Y podemos hallar las tensiones del colector y del emisor con respecto del terminal de tierra:

$V_C=V_{CC}-I_C.R_3=30V-2,01mA.6,2k\Omega=17,5V\\\\V_E=I_C.R_E=2,01mA.1,5k\Omega=3,02V$

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