Estou tentando projetar um amplificador BJT seguindo este modelo:
Quando o parâmetro beta pode variar de 100-800, a tensão entre a base e o emissor é igual a 0,6 V (modo activo), e o Efeito precoce pode ser ignorado.
Também se pode supor que os capacitores de bypass simplesmente atuam como um curto-circuito para CA e um circuito aberto para CC.
Existem três restrições:
- Dissipação de potência estática <25mW;
- Balanço do sinal de saída de 6Vpp
- Erro máximo de 5% na corrente do coletor para qualquer variação na versão beta
Consegui mostrar que a tensão entre o coletor e o emissor será de 3,2V (usando as informações de oscilação do sinal), mas não sei o que fazer a seguir.
Editar:
Cálculo que levou a :
O balanço do sinal de saída gera que o limite superior será + 3V e o limite inferior será -3V. O amplificador irá cortar ou saturar. Além disso, o circuito é um sistema linear, o que significa que o Teorema da Superposição pode ser usado. Em qualquer nó, a tensão será a soma da tensão de polarização (DC) e a tensão do sinal (CA). Portanto, usando o balanço do sinal e supondo uma saída simétrica ( e V E são as tensões de polarização no coletor e no emissor):
Respostas:
Primeiro, traduza as especificações em equações de restrição.
Para a dissipação de energia estática:
A corrente de suprimento é então:
A restrição de energia estática se torna:
A equação de viés:
A equação de viés do BJT é:
Para este circuito, temos:
Portanto, a equação de viés para este circuito é:
Balanço de saída:
O nível de recorte positivo pode ser mostrado como :
O nível de recorte negativo pode ser mostrado sobre:
Coloque tudo isso junto:
Então,
Agora verifica
Portanto, isso não atende à equação de restrição de estabilidade de polarização que estabelecemos anteriormente.
A solução DC:
Dirigindo o amplificador com uma onda senoidal de 500mV 1kHz:
fonte
Como essa é uma tarefa acadêmica, deixe-me dar algumas orientações, em vez de uma resposta completa.
O amplificador em questão é um amplificador de emissor comum. Você pode encontrar uma breve visão geral e equações básicas para este amplificador aqui .
Agora, vamos ver o que você deve procurar para satisfazer todas as restrições.
Dissipação de potência estática:
Se a restrição acima for atendida, você saberá o valor da tensão no terminal base. O cálculo da tensão do emissor é simples.
Os valores desses resistores às vezes serão altos o suficiente para que a potência estática consumida por esse divisor de tensão seja desprezível. Acredito que essa condição se mantenha nessa configuração, embora, se você fizer essa suposição, verifique sua validade depois de resolver a questão.
O caminho de corrente DC adicional é:
Adicione as duas contribuições.
Balanço de tensão de saída:
Você deve garantir que a tensão de saída possa oscilar 6Vpp. As restrições mais diretas na tensão DC do coletor, seguindo este requisito, são:
Resumo:
Este é um problema muito interessante e complexo. Não tenho certeza de que exista um método analítico que permita satisfazer completamente todas as restrições. Comece satisfazendo-os um após o outro e volte e altere os parâmetros quando encontrar um beco sem saída. Eu acredito que você será feito após 2-3 iterações, embora eu não tenha resolvido a questão.
Boa sorte
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