Síntesis de Recta de carga para Transistores

1. DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS
Recta de Carga
La recta de carga es una herramienta gráfica, utilizada
para determinar los valores máximos y mínimos que
puede tomas la tensión Vce y las corrientes Ic del
transistor en Tensión Continua.
Se obtiene graficando la relación Ic vs. Vce, la cual se
obtiene aplicando la Ley de los voltajes de Kirchoff del
lazo C-E.
Vcc=Ic.Rc+Vce+Ie.Re
Sabemos que:
Ic≈Ie
Factorizando, tenemos
Vcc=Vce+Ic(Rc+Re)
De donde obtenemos:
Vce=Vcc-Ic(Rc+Re)
Esta ecuación representa la relación entre Vce e Ic, que
es una recta con pendiente negativa.
El cruce de la recta con el eje Ic, se halla haciendo
Vce=0.
Ic = Vcc/(Rc+Re)
El cruce de la recta con el eje Vce, se halla haciendo
Ic=0.
Vce=Vcc
NOTA:
La pendiente de la recta de carga se obtiene:
m=-1/(Rc+Re)
El valor más alto de la corriente de colector Ic en
continua será el indicado en la gráfica y le
corresponderá un valor de tensión Vce=0.
El valor de tensión más alto que podrá tomar Vce será
el indicado en la gráfica (Vcc) y le corresponderá un
valor de corriente Ic=0.
Si la tensión aumenta, la corriente disminuye.
Punto de trabajo Q
El circuito de Base (Entrada de la etapa), determina la
corriente de base Ib en continua.
Sabemos que:
Ic=hfe.Ib
Reemplazando esta corriente en la ecuación:
Vcc=Vce+Ic(Rc+Re)
Podemos hallar la tensión Vce que impone el circuito
de polarización al transistor.
Llamaremos a esta tensión y esta corriente PUNTO DE
TRABAJO, y se debe ubicar en la recta de carga. Se
llama punto Q, punto de reposo, ya que en ausencia de
señal alterna este punto no se desplaza.

2. DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS
Una práctica usual es diseñar una etapa de modo que
el punto Q quede en el centro de la recta de carga para
permitir una máxima excursión simétrica de la tensión
alterna de salida.
Curvas Características del Transistor
Puesto que el transistor es un dispositivo no lineal, una
forma de definir su operación es mediante un conjunto
de curvas características.
Existen un conjunto de curvas para cada tipo de
transistor, dado que la corriente de colector es
controlada por la corriente de base, suele usarse curvas
paramétricas. Estas curvas muestran la variación no
lineal de la corriente de colector Ic con la tensión Vce
para la corriente de base dada, y determina las zonas
de trabajo del transistor.
Para tensiones Vec pequeñas, la corriente del colector
Ic aumenta rápidamente, sin embargo; conforme
aumenta la tensión Vce, esta corriente llega a ser casi
constante. Para valores Vce muy grandes la corriente
de colector crece muy rápidamente destruyendo al
dispositivo.
Ib1<Ib2<Ib3<Ib4
Estas curvas definen 4 zonas de trabajo:
 Zona de Corte.- Cuando la corriente de
colector es muy pequeña debido a una
corriente de base mucho más pequeña o
inexistente. Decimos que el transistor se
comporta como un interruptor abierto.
 Zona de Saturación.- Cuando la corriente de
colector es muy alta, aun con pequeñas
tensiones Vce debido a un gran suministro de
corrientes en la base. Decimos que el transistor
se comporta como un interruptor cerrado.
 Zona Lineal.- Es la zona donde la relación
corriente voltaje es aproximadamente lineal.
Esta zona se utiliza para amplificar señales
aplicadas en la base, obteniéndose una señal
de salida linealmente amplificada en el
colector. Llamada también zona de trabajo.
 Zona de Ruptura.- en esta zona el transistor
está por encima de su máxima potencia
disipada, destruyéndose. Esta zona es evitada.
Sobre esta familia de curvas se traza la Recta de Cargas
del lazo Colector-Emisor, y el punto Q, determinándose
en qué zona está trabajando el transistor debido al
circuito polarizado aplicado.