Circuit d'analyse avec plusieurs BJT

Je prends actuellement un cours sur l'électronique analogique et c'est l'un des problèmes qui s'est posé:

  V 1 = 15V V 1 = 15V, Ueb = Ube = 0.6V, Uce(sat) = 0.2V, β =200, 
  VT = 25mV, R2 = 39Ω, R4 = 4.7kΩ, R5 = 470Ω

On me demande de trouver les valeurs de R1, R3 et R6 de telle sorte que les courants de collecteur au repos de Q2 et Q3 soient tous les deux de 8 mA, et le collecteur de Q2 est au potentiel V1 / 2 quand il n'y a pas de signal d'entrée présent (qu'est-ce que cela me dit? Est-ce même pertinent puisque je ne fais que l'analyse cc ici?) Y a-t-il des étapes générales à suivre? J'ai fait une analyse similaire avec deux transistors, et ce qui devait toujours être fait est de trouver des expressions pour Ve, Vc et Vb pour chaque transistor et en les comparant, supposons dans quel mode il fonctionne. Ici cependant, je suis arrivé à une contradiction, à savoir que Q2 semble être en mode linéaire, et donc R6 = (V1 / 2-V1-0.7) / 8mA <0. J'espère que je n'ai pas posé une question trop large. Je ne demande pas de solution, mais simplement de me dire la recette de ce type d'analyse.

EDIT : Assez maladroitement, j'ai seulement remarqué maintenant qu'en fait ce qui me semblait être un nœud entre le collecteur de Q1 et la base de q3 n'en est pas un. On peut le dire simplement en observant attentivement.

— Emir Šemšić
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C'est exact, vous calculez une solution pour le point de polarisation (analyse DC) qui est la situation où il n'y a pas de signal d'entrée (AC). Vous pouvez donc ignorer tous les condensateurs. Supposer que tous les transistors sont en mode linéaire est une bonne hypothèse initiale. Si un transistor doit être en saturation, cela deviendra clair plus tard. Ic (Q3) = 8mA, comment ce courant peut-il circuler vers la terre? Dans le schéma, écrivez tout ce que vous savez (courants, tensions). Faites une hypothèse ici et là et voyez si cela peut fournir une solution. Certains composants peuvent avoir une plage de valeurs, par exemple R6.

— Bimpelrekkie

Si vous pouviez fournir une réponse, ce serait formidable. J'ai vraiment besoin d'acquérir une meilleure compréhension, d'être en mesure d'en apprendre davantage sur les amplificateurs.

— Emir Šemšić

Vous donner juste la réponse (en supposant que j'en ai une) ne vous aide pas beaucoup, c'est la méthode que j'utilise pour trouver une solution qui compte car vous pouvez l'appliquer à presque tous les circuits. Avez-vous dessiné le schéma sur une feuille de papier et rempli tout ce que vous savez déjà? Comme la base du Q2, quelle est la tension là-bas? C'est 15 V (V1) - 0,6V (Ube) = 14,4 V. Ic de Q3 = 8mA, où peut-il s'écouler? Émetteur Q3 - R4 - il ne peut pas circuler dans R5, C3 le bloque, il doit donc aller dans l'émetteur de base Q1 - R2 à la masse. Maintenant, faites de même pour Q2, Ic est également 8mA, il coule R6 -R3 -R2 Cela ajoute à la 8mA via R2 ...

— Bimpelrekkie

@FakeMoustache Voilà le problème. Il ne peut alors circuler que du noeud en C4 vers le collecteur, sachant que la tension du collecteur est de 7,5 V, et que la tension du noeud en c4 est de 14,4 V. Ensuite, le courant du collecteur circule à l'intérieur du transistor, ce qui est assez étrange ici, étant donné qu'il semble vraiment que ce transistor soit en mode linéaire. Btw, je ne demandais pas la solution, mais la méthode, pour entendre votre façon de penser.

— Emir Šemšić

Je suis d'accord avec @FakeMoustache, la question comme indiqué ne fonctionne pas. Le courant du collecteur Q3 doit passer par R4, ce qui n'est pas possible avec 8ma et 4k7 et 15v

— Loganf

Réponses:

La question et la configuration semblent être .. cassées, d'une manière ou d'une autre, mais en faisant quelques hypothèses / changements, j'essaierai d'illustrer comment je procéderais pour résoudre une tâche similaire. Je suppose que ma configuration supposée n'est pas celle prévue, mais je ne vois aucune alternative évidente.

Donc: en supposant que tous les transistors sont NPN (et en changeant les paramètres du transistor, nous avons changé pour les appliquer à l'émetteur), en supposant que les cibles de courant du collecteur sont Q1 et Q2. (plutôt que Q2 / Q3)

En règle générale, l'approche consiste à supposer un ensemble raisonnable de conditions de départ et votre état cible, puis à modifier les valeurs jusqu'à ce que les conditions soient remplies ou que vous atteigniez un état absurde (ce qui incite à modifier les hypothèses initiales).

Nous commencerons par supposer un fonctionnement linéaire pour tous les transistors (tous semblent implémenter des configurations d'amplificateur de base, et s'ils sont probablement destinés à fonctionner de manière linéaire.)

Q1 vu de R2 et Q3 vu de R4 sont tous deux des adeptes d'émetteurs, et puisque nous supposons que le fonctionnement linéaire I_R4 devrait être de 8mA / β. la chute de tension sur R4 est alors (8m / 200 * 4k7 V) faible (<200mV). La chute de tension sur R3, passant par les deux émetteurs et R4 devient alors 2Ube + ~ 200mV ou ~ 1,4V.

Nous connaissons maintenant la tension sur R3. Encore une fois, puisque nous supposons que Q3 est linéaire, le courant de base dans Q3 << IR3 et IR3 doit alors être proche du courant de collecteur de Q2, c'est-à-dire 8mA. étant donné que nos hypothèses sont correctes, nous pouvons maintenant définir R3.

Le courant passant par R2 est alors passant par R3 + le courant émetteur de Q1, ~ 16mA. Nous connaissons ou supposons maintenant les tensions aux bornes de Q2 (U1 / 2), R3 (~ 1,4 V), R2. Le reste de la tension doit être supérieur à R6. Le courant est égal à IQ2.

Si Q2 doit fonctionner dans la région linéaire, la tension sur R1 doit être ~ Ueb sur la tension d'émetteur cible. Il doit également absorber la majeure partie du courant du premier trimestre. I = ~ 8mA, U = U1 / 2-Ueb

Vous avez maintenant une réponse, et tout ce qui reste à faire est de voir que c'est vraiment un état stable et non absurde. Du fonctionnement des suiveurs de tension double, vous pouvez voir qu'il y a une boucle de rétroaction négative à travers les trois transistors. Si le courant traversant Q2 est trop élevé, la tension aux bornes de R3 doit également être élevée, tirant vers le haut Q3-> Q1 -> tirant vers le bas R1-> abaissant la tension sur la base Q2.

Chiffres exacts laissés en exercice au lecteur. Méfiez-vous des horribles erreurs induites par la carence en café en mathématiques et en logique.

— Brog
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Vérifiez ma dernière modification.

— Emir Šemšić

Je n'y ai jamais vu de nœud. Mon problème avec le circuit est que Q3 semble être inséré en tant qu'amplificateur de rétroaction, mais si vous suivez le gain de boucle autour de Q1-Q2-Q3, il s'avère positif (à moins que je ne lise pas le circuit).

— Brog

Êtes-vous sûr d'avoir fourni toutes les informations sur ce circuit?

Pour autant que je puisse voir, cet appareil ne produit que du courant de fuite.

Il n'y a aucune chance pour un flux de courant.

Soit Q3 fera quelque chose, ni Q1. Le seul courant possible pourrait circuler au T2 de l'émetteur vers la base, mais il n'y a toujours aucun moyen de continuer.

Même une analyse temporelle pourrait ne rien changer car il n'y a pas de condensateur, ce qui pourrait fournir le courant de base requis pour tout transistor.

— AllDayPiano
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