Calculo del circuito de un transistor

Calculo completo de un amplificador en colector común
Esquema del amplificador.

Análisis para corriente continúa:
Del circuito superior la parte que trabaja con corriente continua después de cortocircuitar y eliminar los componentes correspondientes a la señal en alterna, es la que se muestra a la parte inferior a la cual corresponden los siguientes cálculos.
IC=VB-VBERBβ+RE,VB=VCC∙R2R1+R2, RB=R1∙R2R1+R2, VCE=VCC-IC(RC+RE)
VB=20∙436+4=8040=2 V RB=36∙436+4=3'6 KΩ
IC=2-0'73'6100+1 =1'31'036=1'255mA VCE=20-7'8=12'2V
Punto Q de trabajo en reposo:
VCE=12'2V, IC=1'255 mA

Análisis para señal (corriente alterna):
En la parte derecha se muestra como queda el circuito de la parte superior después de aplicar loscriterios para analizar la corriente de señal alterna por separado, observamos que R1 queda en paralelo con R2 y que Rc queda en paralelo con RL, con lo cual podemos observar que el circuito nos queda delimitado tanto a la entrada como a la salida por dos resistencias en paralelo de las cuales habrá que calcular en primer lugar las respectivas resistencias equivalentes.
Llamaremos rc a laresistencia de salida equivalente de RC+RL rc=(RC ∙RL)(RC+RL)=(5K∙10K)(5K+10K)=3'33KΩ,
Llamaremos RB a la resistencia de base equivalente, que designaremos como:
RB=R1∙R2R1∙R2=36K∙4K36K+4K=3'6KΩ
Esta resistencia juega un papel importante en la determinación de la impedancia de entrada (Zi) del amplificador.
Impedancia de entrada de base r'b (léase erre prima de b):
r'b=25 mVIB=β∙25 mVIE
Siendo IB lacorriente de base, IE la corriente de emisor y β la ganacia de corriente del transistor (IE=β∙IB) en nuestro caso IC=IE=1'255 mA y β=100. Por tanto:
r'b=β∙25 mVIE=100∙25 mV1'255mA=1'92KΩ
Esta resistencia al quedar en paralelo con RB el equivalente de ambas determina la impedancia de entrada (Zi) del amplificador.

Por tanto Zi=r'b∙RBr'b+RB=1'92∙3'61'92+3'6=1'26 KΩ

Esta es la impedanciade entrada de nuestro amplificador Zi=1'26 KΩ
Asumiendo que vS tiene un valor pico de 1 mV y la resistencia interna de la fuente de señal RS es de 600Ω ó 0’6KΩ, los valores pico y pico a pico de la señal de entrada vi son:
vipico=VS∙ZiZi+RS=1 mV∙1'261'26+0'6=0'68 mV≈0'7 mV
vipico apico=2 ∙ vipico=1'4 mV
Cuando se acopla la señal de entrada vi a la base de transistor, las variaciones de lamisma hacen que el punto (Q) de la unión base-emisor suba y baje alrededor de su posición estable, definida por VBEQ e IEQ (en el caso que estamos calculando 0’7 V y 1’3 mA)

Veamos ahora la resistencia dinámica del emisor que juega un papel muy importante en el análisis de circuitos con transistores, se denomina r'e y se mide en ohmios Ω y se define mediante la siguiente formula:r'e=25mVIE=ΔVBEΔIE=vbeie
Siendo IE la corriente de polarización de emisor, ΔVBE=vbe el incremento o cambio neto del voltaje base-emisor a consecuencia de la introducción de la señal y ΔIE=ie el incremento o cambio neto de la corriente a consecuencia de la introducción de la señal, es decir IE=1'3mA y ΔVBE=vi=1’4V (valor pico a pico). Por tanto:
r'e=25mA1'3mA=19'23Ω
En la práctica debidoa las tolerancias de fabricación de los transistores los 25mA pueden fluctuar entre 25 y 50mA sin embargo siempre debemos asumir el valor de 25mA para nuestros cálculos.
Nótese así mismo que: r'b=β∙r'e dicho de otra manera la resistencia dinamica de la base es β veces más grande que la del emisor.
Puesto que r'e interviene en la determinación de la impedancia de entrada Zi del amplificador,esta última depende necesariamente de β que como sabemos es un valor inpredecible. Tal dependencia afecta también a la señal de entrada vi disponible y por tanto, a la señal de salida v0. Esta es la principal desventaja de la configuración emisor común.
Normalmente tomaremos como ΔVBE el valor pico a pico del votaje base-emisor y como ΔIE el valor pico a pico de la corriente del emisor, en...