Estabilizacion de La Polarizacion

ESTABILIZACION DE LA POLARIZACION La estabilidad de un sistema es una medida de la sensibilidad de una red ante variaciones en sus parámetros. Para cualquier amplificador que emplee un transistor, la corriente del colector   es sensible a cada uno de los siguientes parámetros: * β: se incrementa con el aumento de la temperatura. temperatura. *  : disminuye cerca de 7.5mV por cada incremento de la temperatura de un grado Celsius (°C). *   (corriente de saturación inversa): se duplica su valor por cada incremento de 10°C en la temperatura. Cualquiera de estos factores puede ocasionar que el punto de polarización se desvié del punto de operación determinado. En la siguiente tabla se muestra cómo cambian   y  con el incremento en la temperatura para un transistor particular. particular.

Tabla 1. Variación en los parámetros del transistor de silici o con la temperatura En la siguiente figura se muestra como las características del colector del transistor cambian de una temperatura de 25°C a una de 100°C. Observe que el incremento importante en la corriente de fuga no solo ocasiona que las curvas se eleven sino también ocasiona un incremento en beta, como lo muestra el mayor espaciamiento entre curvas.

FACTORES DE ESTABILIDAD S(), S( ) Y S(β) Se define un factor de estabilidad S, para cada uno de los parámetros que afectan la estabilidad de la polarización, según la siguiente lista:

En cada caso, el símbolo delta (Δ) significa un cambio en dicha cantidad. El numerador de cada ecuación es el cambio en la corriente del colector ocasionado por el cambio en la cantidad del denominador.

S( ) CONFIGURACION DE LA POLARIZACION EN EMISOR Para la configuración de polarización en emisor, el análisis de la red dara por resultado

(1) Cuando      , la ecuación (1) se reduce a la siguiente:

Como se muestra en la siguiente grafica:

Cuando    , la ecuación (1) se aproxima al siguiente nivel (como se muestra en la grafica anterior).

Con lo que se manifiesta que el factor de estabilidad se aproximara a su nivel mas bajo a medida que   se vuelva lo suficientemente grande. Sin embargo, tenga en mente que un adecuado control de la polarización requiere normalmente que   sea mayor que  . Para el rango de     que va de 1 hasta   , el factor de estabilidad esta determinado por

CONFIGURACION DE POLARIZACION FIJA Para la configuración de polarización fija, si multiplicamos tanto la parte superior como la inferior la ecuación (1) por    y luego hacemos que    , tendremos la siguiente ecuación:

Observe que la ecuación resultante coincide con el valor máximo para la configuración de polarización en emisor. El resultado es una configuración con un factor de estabilidad muy pobre y con una alta sensibilidad ante las variaciones de  .

CONFIGURACION DE POLARIZACION POR DIVISOR DE VOLTAJE Para la configuración de polarización por divisor de voltaje la ecuación para S(  ) es la siguiente:

Observe las similitudes con la ecuación (1), donde se determino que S(  ) tiene su nivel más bajo y la red tiene su mayor estabilidad cuando    . Para la ecuación anterior, la condición correspondiente es    o     lo más pequeño posible. Para la configuración de polarización por divisor de voltaje,   puede ser mucho menor que la correspondiente    de la configuración de polarización en emisor y aun así tener un diseño eficaz.

CONFIGURACION DE POLARIZACION POR RETROALIMENTACION (     ) En este caso

Debido a que la ecuación es similar en su formato a la obtenida para las configuraciones de polarización en emisor y de polarización por divisor de voltaje, se pueden aplicar aquí las mismas conclusiones con respecto a la razón   .

S( ) El factor de estabilidad definido por

Resultara en la siguiente ecuación para la configuración de polarización en emisor:

(2) Al sustituir      como ocurre para el caso de la configuración de polarización fija, dará por resultado

La ecuación (2) puede escribirse de la siguiente manera:

Al sustituir la condición       tendremos la siguiente ecuación para S(  )

Con lo que se manifiesta que mientras mayor sea l a resistencia  , menor será el factor de estabilidad y el sistema será más estable.

S(β) El último factor de estabilidad que analizaremos es el de S( β). El desarrollo matemático es más complejo que el que se encontró para S(  ) y S( ), como lo sugiere la siguiente ecuación para la configuración de polarización en emisor:

CONCLUSIONES: * Las redes que son muy estables y relativamente insensibles ante variaciones de la temperatura tienen factores de estabilidad bajos. * Mientras mayor sea el factor de estabilidad, más sensible será la red ante variaciones en ese parámetro. BIBLIOGRAFIA:

Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos| Boylestad |Págs. 210-218