Compensación de compensación
AREAtutorial » Tutoriales de Ingeniería » Compensación de compensación
Hasta ahora, hemos visto diferentes métodos de estabilización. La estabilización se produce debido a la acción de la retroalimentación negativa. Aunque la retroalimentación negativa mejora la estabilidad del punto de operación, reduce la ganancia del amplificador.
Dado que la ganancia del amplificador es muy importante, se utilizan algunas técnicas de compensación para mantener una excelente compensación y estabilización térmica. Veamos ahora estas técnicas de compensación de compensación.
Estos son circuitos que implementan técnicas de compensación de diodos para combatir la inestabilidad de polarización. Las técnicas de estabilización se refieren al uso de circuitos de polarización resistiva que permiten variar IB para mantener IC relativamente constante.
Hay dos tipos de métodos de compensación de diodos. Ellos –
Echemos un vistazo más de cerca a estos dos métodos de compensación.
En un transistor de silicio, los cambios en VBE dan como resultado cambios en IC. Se puede utilizar un diodo en el circuito del emisor para compensar las variaciones de VBE o ICO. Dado que el diodo y el transistor están hechos del mismo material, el VD a través del diodo tiene el mismo coeficiente de temperatura que el VBE del transistor.
La siguiente figura muestra la compensación automática con estabilización y compensación.
El diodo D está polarizado hacia adelante por la fuente VDD y la resistencia RD. El cambio en VBE con la temperatura es el mismo que el cambio en VD con la temperatura, por lo tanto, el valor (VBE – VD) permanece constante. Por lo tanto, el IC actual permanece constante a pesar del cambio de VBE.
La siguiente figura muestra un diagrama esquemático de un amplificador de transistor con diodo D utilizado para compensar las desviaciones de ICO.
Por lo tanto, la corriente de saturación inversa del diodo IO aumentará con la temperatura a la misma velocidad que la corriente de saturación del colector del transistor ICO.
$$ I = \frac {V_ {CC} – V_ {BE}} {R} cong \frac {V_ {CC}} {R} = Constante $$
El diodo D tiene polarización inversa por VBE y la corriente a través de él es la corriente de saturación inversa IO.
La corriente base es ahora,
$$ I_B = I – I_O $$
Sustituyendo el valor anterior en la expresión por la corriente del colector.
$$ I_C = beta (I – I_O) + (1 + beta) I_ {CO} $$
Si β & Gt; uno,
$$ I_C = beta I – beta I_O + beta I_ {CO} $$
I es casi constante, y si el IO del diodo y el ICO del transistor se rastrean entre sí en el rango de temperatura de funcionamiento, entonces el IC permanece constante.
Existen otros métodos de compensación que se relacionan con el uso de dispositivos sensibles a la temperatura como diodos, transistores, termistores, sensores, etc., para compensar las fluctuaciones de corriente.
Hay dos tipos populares de circuitos en este método, uno que usa un termistor y el otro que usa un sensor. Echemos un vistazo a ellos.
Un termistor es un dispositivo sensible a la temperatura. Tiene un coeficiente de temperatura negativo. La resistencia del termistor aumenta al disminuir la temperatura y disminuye al aumentar la temperatura. La siguiente figura muestra un amplificador de autopolarización compensado por termistor.
En un circuito amplificador, los cambios que ocurren en ICO, VBE y β con la temperatura aumentan la corriente del colector. Se utiliza un termistor para minimizar el aumento de la corriente del colector. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia del termistor RT disminuye, lo que aumenta la corriente a través de él y la resistencia RE. El voltaje en RE ahora aumenta, lo que hace que la unión del emisor invierta la polarización. Esta polarización inversa es tan grande que el efecto de las resistencias de polarización directa R1 y R2 también se reduce. Esta acción reduce el aumento de la corriente del colector.
Por lo tanto, la sensibilidad térmica del termistor compensa el aumento de la corriente del colector causado por la temperatura.
El sensor es un semiconductor muy dopado con un PTC. La resistencia del sensor aumenta al aumentar la temperatura y disminuye al disminuir la temperatura. La siguiente figura muestra un amplificador autopolarizado con compensación táctil.
En la imagen de arriba, el sensor se puede colocar en paralelo con R1 o en paralelo con RE. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la resistencia de la combinación en paralelo, termistor y R1, y también aumenta su caída de voltaje. Esto reduce la caída de voltaje en R2. Al disminuir este voltaje, la polarización directa neta del emisor disminuye. Como resultado, IC disminuye.
Por lo tanto, el sensor puede controlar el aumento en la corriente del colector causado por un aumento en ICO, VBE y β debido a la temperatura.
Un transistor es un dispositivo dependiente de la temperatura. Cuando el transistor está funcionando, la unión del colector recibe un fuerte flujo de electrones y, por lo tanto, genera mucho calor. Este calor, si aumenta más allá del límite aceptable, dañará la unión y, por lo tanto, el transistor.
Para protegerse de daños, el transistor elimina el calor de la unión al cuerpo del transistor y de allí al aire libre circundante.
Deje que la temperatura ambiente o la temperatura ambiente = TAoC
Y la temperatura de la unión colector-base del transistor = TJoC
Dado que TJ> TA, la diferencia TJ – TA es mayor que la potencia disipada en el transistor PD será mayor. Por lo tanto,
$$ T_J – T_A propto P_D $$
$$ T_J – T_A = HP_D $$
Donde H es una constante de proporcionalidad y se llama Resistencia termica…
La resistencia térmica es la resistencia al flujo de calor desde la transición al aire ambiente. H.
$$ H = \frac {T_J – T_A} {P_D} $$
La unidad de medida de H es oC / vatio.
Si la resistencia térmica es baja, la transferencia de calor del transistor al aire será fácil. Si el cuerpo del transistor es más grande, la disipación de calor será mejor. Esto se logra mediante el uso de un radiador.
El transistor de mayor potencia disipa más calor durante el funcionamiento. Este calor, si no se disipa correctamente, puede dañar el transistor. En consecuencia, los transistores de potencia suelen montarse en grandes carcasas de metal para proporcionar un área grande para disipar el calor generado durante su funcionamiento.
La hoja de metal que ayuda a eliminar el calor adicional del transistor se conoce como radiador… La capacidad de un radiador depende de su material, volumen, área, forma, contacto entre el cuerpo y el fregadero y el movimiento del aire alrededor del fregadero.
El radiador se selecciona teniendo en cuenta todos estos factores. La imagen muestra un transistor de potencia con un disipador de calor.
El pequeño transistor en la imagen de arriba está unido a una hoja de metal más grande para disipar su calor para que el transistor no se dañe.
Usar un radiador evita Escape termal… Esta es una situación en la que un aumento de temperatura conduce al hecho de que un aumento adicional de temperatura conduce a la destrucción del dispositivo en sí. Esta es una especie de retroalimentación positiva incontrolable.
Radiador esta no es la única consideración; Otros factores, como el punto de funcionamiento, la temperatura ambiente y el tipo de transistor utilizado, también pueden provocar un descontrol térmico.
🚫