POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR BJT O BIPOLAR POR DIVISOR DE VOLTAJE

La polarización del transistor bjt por divisor de voltaje es la que mejores resultados da en cuanto a la estabilidad del punto de operación del transistor bjt en la zona activa; en el caso de la polarización de emisor común, donde el cambio del ß afectaba mucho el punto de operación, o la polarización por realimentación del emisor donde el cambio del ß afectaba un poco menos el punto de operación; mediante la polarización por divisor de tensión se evita en gran medida un cambio notable del punto de operación.

El circuito que corresponde a la polarización del transistor bjt por divisor de voltaje es como el que se tiene en la imagen. 

Como se comentó al ver la polarización por realimentación del emisor, cuando en  el emisor se coloca una resistencia, la base el transistor bipolar ve a esta resistencia como si estuviese aumentada en ß veces, es decir la base ve a la resistencia RE como si esta tendría un valor de ß*RE, a esto se le conoce como resistencia de entrada de la base Rentb=ß*RE.

Ocurre que en el circuito para la polarización por divisor de voltaje del transistor bjt, se pueden hacer cálculos exactos, se verá un ejemplo mas adelante, pero estos cálculos son un poco laboriosos y la gran mayoría de veces innecesarios, entonces para facilitar los cálculos los circuitos se preparan de tal manera que la resistencia de entrada de la base Rentb sea mayor en 10 veces la resistencia R2, esto es:

ß*RE>10*R2 

Esto se hace porque si se observa el circuito cuando la resistencia de entrada de la base es mucho mayor que la resistencia R2, a la corriente que circula por R1 le será mas fácil irse por R2 con lo que se logra que IB sea prácticamente despreciable, de echo en los cálculos se toma como que IB=0 afectando casi nada los cálculos necesarios para la polarización por divisor de voltaje.

El siguiente es el vídeo publicado en canal de youtube  MrElberni en cuanto al tema de la polarización del transistor bjt por divisor de voltaje, en el circuito ejemplo realizado se utiliza el transistor 2N2222A, a partir de un circuito propuesto se encontrarán las resistencias apropiadas para el diseño e un circuito para la polarización por divisor de voltaje, se realizan las mediciones para comprobar los resultados.

Al hacer que IB=0, resulta que las resistencias R1 y R2 junto con la fuente de alimentación VCC forman un divisor de voltaje, de ahí el nombre de este tipo de polarización; en el nodo donde se unen la base con estas resistencias se tendrá entonces la tensión de la base VB, ahora resulta sencillo calcular esta tensión que por divisor de voltaje será:

VB = (R2*VCC)/(R1+R2)

En el emisor se tiene  tensión VE, por lo que IE=VE/RE, también se cumplirá que VBE=0,7V y como VBE=VB-VE se tendrá que VE=VB-0,7, entonces 

IE=(VB-0,7)/RE, 

como la corriente del colector es aproximadamente igual a la corriente del emisor se obtendrá la corriente del colector.

IC≈IE

De esta manera se obtiene el valor de la corriente del colector IC, si se es observador se habrá notado que no ha sido necesario utilizar el ß para encontrar IC, es decir no se ha utilizado IC=ß*IB.

De ahí que se considere a la polarización del transistor bipolar por  divisor de tensión como independiente del ß, en los circuitos de prueba se observa que los cambios del ß al cambiar de transistor o por efecto de la temperatura le afecta muy poco, siendo el punto de operación en este caso estable en comparación con los otros tipos de polarización vistas.

A partir de la malla de salida, se tendrá la ecuación de la recta de carga:

VCC = IC*RC + VCE + IE*RE remplazando lo comentado anteriormente quedará

VCC = IC*RC + VCE + IC*RE  reacomodando resulta:

VCE = VCC - IC*(RC + RE) 

La ecuación obtenida será la ecuación de la recta de carga de la polarización del transistor bipolar por divisor de voltaje, la corriente de saturación del colector será ICsat=VCC/(RC+RE), que se obtiene al hacer VCE=0, la tensión de corte será VCEcorte=VCC, que se obtiene haciendo IC=0.

El punto de operación del transistor bipolar se suele elegir cercano al punto medio de la recta de carga o en el punto medio, tener en cuenta que el transistor tiene una potencia máxima que puede soportar, si se pasa de ese valor el transistor bipolar se quemará, esta potencia es el resultado de multiplicar IC con VCE.

Potencia=IC*VCE

En la siguiente imagen se tiene el resultado de elegir el punto Q en el punto medio de la recta de carga, al hacer esto VCEQ=VCC/2 y la ICQ=VCC/(2*(RC+RE))

POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR BJT O BIPOLAR POR DIVISOR DE VOLTAJE ENCONTRANDO EL PUNTO DE OPERACIÓN

En el siguiente vídeo publicado en el canal de Youtube de MrElberni, se ve como encontrar el punto de operación de un circuito de polarización del transistor bjt por divisor  de voltaje o de tensión, en el circuito son conocidas las R1, R2, RC y RE, quedando por encontrar a que ICQ y VCEQ se ha polarizado el transistor bipolar, en el ejemplo se utiliza el 2N2222A

POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR BJT O BIPOLAR POR DIVISOR DE VOLTAJE EFECTO DEL ß

Resulta que este tipo de polarización del transistor bjt es casi insensible al cambio del ß, el que puede ser ocasionado por el cambio del transistor, en el siguiente vídeo se observa este efecto, se observa que al cambiar el 2N2222A por otro 2N2222A, la ICQ y la VCEQ apenas y se ven afectados, esto  aunque  el ß cambia de un transistor a otro.

El ß también se ve afectado por el cambio de temperatura, lo que se puede observar con solo tocar un poco el transistor bipolar, pero esto a la polarización por divisor de tensión no le hace casi ningún efecto.

En este caso  entonces el punto de operación del transistor bjt no se ve afectado por el cambio del ß.

Esto es posible por haber elegido la resistencia R2 de tal forma que ß veces la resistencia del emisor sea unas 10 veces la resistencia R2.

ß*RE>10*R2 

Como se comento en un inicio esto permite aproximar IB=0, de esta manera se puede calcular VB por división de tensión entre R! y R2, con VB y ya que VBE=0,7 se encuentra VE y como se tiene RE, se puede encontrar IE, y como IC=IE, se encuentra la corriente del colector IC sin la necesidad de usar el ß.

Al reemplazar en la ecuación de la recta de carga.

VCE = VCC - IC*(RC + RE) 

De esta manera se tendrán el punto de operación en la zona activa de tal manera que no se ve afectado por el cambio del ß.

Entonces el mejor circuito de polarización del transistor bjt en la zona activa es el del divisor de voltaje y es el que se utilizará en los circuitos de amplificación que se verán en las siguientes entradas.

POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR BJT O BIPOLAR POR DIVISOR DE VOLTAJE CALCULOS EXACTOS

Si se quiere ver como realizar los cálculos exactos cuando se utiliza la polarización por división de voltaje o tensión, en el canal de Youtube de MrElberni se ha publicado el siguiente vídeo.

POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR BJT O BIPOLAR PNP POR DIVISOR DE VOLTAJE

En el siguiente video publicado en el canal de Youtube de MrElberni, se comenta la polarización de un transistor bjt  en este caso de tipo pnp por divisor de voltaje, en el circuito de ejemplo se utiliza el 2N3906, en este caso se hacen los cálculos para obtener las resistencias adecuadas para ubicar  el punto de operación en la zona activa.

Esperamos de todo corazón haber podido ayudar en este tema tan interesante sobre la polarización del transistor bjt o transistor bipolar por divisor de tensión.

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