Calculadora de polarização BJT com divisor de tensão

Esta calculadora de polarização BJT com divisor de tensão determina o ponto quiescente de um circuito NPN em emissor comum. 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

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

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.