Calculadora de polarização BJT com divisor de tensão

Informe a alimentação, os dois resistores do divisor, os resistores de coletor e emissor, o ganho de corrente e a queda base-emissor adotada. O cálculo considera a carga causada pela corrente de base e apresenta correntes, tensões dos nós e o equivalente de Thévenin para você conferir o resultado com clareza.

Descreva a rede de polarização por divisor

Use supply_voltage para a fonte CC positiva. O resistor superior, r1_ohms, liga essa fonte à base, enquanto r2_ohms liga a base ao terra. Informe em collector_resistance_ohms o resistor entre a fonte e o coletor e, em emitter_resistance_ohms, o resistor entre o emissor e o terra. Todas as resistências são fornecidas em ohms, todas as tensões em volts e as correntes resultantes em amperes. current_gain é o beta de região ativa previsto para a corrente de operação. Se você não tiver uma queda base-emissor medida, 0.7 V é uma primeira aproximação comum para um transistor de silício. Esse número não é uma constante universal: temperatura, construção do componente e densidade de corrente alteram o valor real. Os nomes dos campos deixam as unidades explícitas para impedir a mistura silenciosa de quilohms e ohms. Assim, um resistor de 47 kΩ deve ser informado como 47000. Sempre que possível, use valores medidos ou dados de catálogo referentes à mesma condição de operação.

Entenda o cálculo do divisor sob carga

Uma estimativa rápida costuma ignorar a carga do divisor e obter a tensão de base multiplicando supply_voltage por r2_ohms e dividindo pela soma de r1_ohms com r2_ohms. A base real consome corrente; por isso, esse atalho pode superestimar as tensões de base e emissor quando a corrente no divisor não é muito maior que a corrente de base. A calculadora primeiro substitui os dois resistores pelo equivalente de Thévenin: uma fonte ideal em série com a associação paralela dos resistores. Depois resolve a corrente de base considerando essa resistência, a queda base-emissor e a resistência de emissor refletida por beta mais um. A corrente de coletor é beta vezes a corrente de base, e a corrente de emissor é a soma das duas. A tensão de base é então reconstruída. A saída também apresenta tensão e resistência de Thévenin, para você comparar o resultado carregado com a aproximação sem carga e verificar se o divisor é suficientemente rígido.

Verifique se o ponto quiescente é plausível

As correntes calculadas usam um modelo de transistor na região ativa com beta e tensão base-emissor fixos. Depois do cálculo, a ferramenta obtém a tensão de coletor subtraindo da alimentação a queda no resistor de coletor e então determina a tensão coletor-emissor. Se esse valor for igual ou inferior a 0.2 V, os dados indicam saturação e a calculadora retorna um erro, em vez de apresentar o resultado do modelo ativo como confiável. Mesmo um resultado aceito representa apenas um ponto nominal. O beta de produção pode variar bastante, e a tensão base-emissor muda com corrente e temperatura. Repita o cálculo com os limites baixo e alto plausíveis de beta e confirme que resta margem para a excursão do sinal. Um divisor rígido reduz a dependência de beta, mas aumenta o consumo. Um resistor de emissor maior melhora a estabilização, porém consome margem de tensão. No projeto final, compare com simulação e medições considerando tolerâncias, carga, alimentação e toda a faixa de temperatura.