Punto de operación
Cuando se dibuja una línea que une los puntos de saturación y corte, dicha línea se puede llamar como Load line. Esta línea, cuando se dibuja sobre la curva característica de salida, hace contacto en un punto llamadoOperating point.
Este punto de operación también se denomina quiescent point o simplemente Q-point. Puede haber muchos de estos puntos de intersección, pero el punto Q se selecciona de tal manera que, independientemente de la oscilación de la señal de CA, el transistor permanece en la región activa.
El siguiente gráfico muestra cómo representar el punto de operación.
El punto de funcionamiento no debe perturbarse, ya que debe permanecer estable para lograr una amplificación fiel. Por lo tanto, el punto de reposo o punto Q es el valor donde elFaithful Amplification se consigue.
Amplificación fiel
El proceso de aumentar la intensidad de la señal se denomina Amplification. Esta amplificación, cuando se realiza sin pérdida alguna en los componentes de la señal, se denomina comoFaithful amplification.
Faithful amplificationes el proceso de obtener porciones completas de la señal de entrada aumentando la intensidad de la señal. Esto se hace cuando se aplica una señal de CA en su entrada.
En el gráfico anterior, la señal de entrada aplicada se amplifica completamente y se reproduce sin pérdidas. Esto puede entenderse comoFaithful Amplification.
El punto de operación se elige de modo que quede en el active region y ayuda en la reproducción de la señal completa sin ninguna pérdida.
Si el punto de operación se considera cercano al punto de saturación, entonces la amplificación será igual a debajo.
Si el punto de operación se considera cercano al punto de corte, entonces la amplificación será como por debajo.
Por lo tanto, la ubicación del punto de operación es un factor importante para lograr una amplificación fiel. Pero para que el transistor funcione correctamente como amplificador, su circuito de entrada (es decir, la unión base-emisor) permanece polarizado hacia adelante y su circuito de salida (es decir, unión colector-base) permanece polarizado hacia atrás.
Por tanto, la señal amplificada contiene la misma información que en la señal de entrada, mientras que la fuerza de la señal aumenta.
Factores clave para la amplificación fiel
Para garantizar una amplificación fiel, deben cumplirse las siguientes condiciones básicas.
- Corriente de colector de señal cero adecuada
- Voltaje mínimo adecuado base-emisor (V BE ) en cualquier instante.
- Voltaje mínimo colector-emisor adecuado (V CE ) en cualquier instante.
El cumplimiento de estas condiciones asegura que el transistor funcione sobre la región activa con polarización directa de entrada y polarización inversa de salida.
Corriente de colector de señal cero adecuada
Para entender esto, consideremos un circuito de transistor NPN como se muestra en la siguiente figura. La unión base-emisor tiene polarización directa y la unión colector-emisor tiene polarización inversa. Cuando se aplica una señal en la entrada, la unión base-emisor del transistor NPN se polariza hacia adelante para el semiciclo positivo de la entrada y, por lo tanto, aparece en la salida.
Para semiciclo negativo, la misma unión se polariza inversamente y, por lo tanto, el circuito no conduce. Esto lleva aunfaithful amplification como se muestra en la figura siguiente.
Introduzcamos ahora una batería V BB en el circuito base. La magnitud de este voltaje debe ser tal que la unión base-emisor del transistor debe permanecer polarizada hacia adelante, incluso para el semiciclo negativo de la señal de entrada. Cuando no se aplica ninguna señal de entrada, fluye una corriente continua en el circuito, debido a V BB . Esto se conoce comozero signal collector currentI C .
Durante el semiciclo positivo de la entrada, la unión base-emisor está más polarizada hacia adelante y, por lo tanto, aumenta la corriente del colector. Durante el semiciclo negativo de la entrada, la unión de entrada está menos polarizada hacia adelante y, por lo tanto, la corriente del colector disminuye. Por tanto, ambos ciclos de la entrada aparecen en la salida y, por tanto,faithful amplification resultados, como se muestra en la siguiente figura.
Por lo tanto, para una amplificación fiel, debe fluir la corriente de colector de señal cero adecuada. El valor de la corriente del colector de señal cero debe ser al menos igual a la corriente máxima del colector debido a la señal sola.
Mínimo adecuado V BE en cualquier instante
El voltaje mínimo de base a emisor V BE debe ser mayor que el voltaje de corte para que la unión tenga polarización directa. El voltaje mínimo necesario para que conduzca un transistor de silicio es de 0,7 V y para que conduzca un transistor de germanio es de 0,5 V. Si el voltaje de base-emisor V BE es mayor que este voltaje, la barrera de potencial se supera y, por lo tanto, la corriente de base y las corrientes de colector aumentan bruscamente.
Por lo tanto, si V BE cae bajo para cualquier parte de la señal de entrada, esa parte se amplificará en menor medida debido a la pequeña corriente de colector resultante, lo que da como resultado una amplificación infiel.
V CE mínimo adecuado en cualquier instante
Para lograr una amplificación fiel, el voltaje del emisor del colector V CE no debe caer por debajo del voltaje de corte, que se denomina comoKnee Voltage. Si V CE es menor que el voltaje de rodilla, la unión de la base del colector no tendrá una polarización inversa adecuada. Entonces el colector no puede atraer los electrones que son emitidos por el emisor y fluirán hacia la base, lo que aumenta la corriente base. Por tanto, el valor de β cae.
Por lo tanto, si V CE cae bajo para cualquier parte de la señal de entrada, esa parte se multiplicará en menor medida, lo que resultará en una amplificación infiel. Entonces, si V CE es mayor que V KNEE, la unión colector-base tiene polarización inversa adecuada y el valor de β permanece constante, lo que resulta en una amplificación fiel.