Soy un novato en transistores. ¿Podría alguien explicar por qué mi configuración no funciona? El transistor es un BJT NPN 2N2222, y el micrófono es solo un auricular estándar. El altavoz es uno que saqué de un juguete.
Varias cosas:
¡Consigue un editor de esquemas de una vez! Este dibujo rudimentario de crayón no hace ningún favor a tu credibilidad. Incluso un esquema dibujado con lápiz de forma ordenada en papel blanco, luego escaneado, estaría bien.
Usa designadores de componentes. Es realmente agotador decir "la resistencia de 1 kΩ de la parte superior", "la resistencia de 1 kΩ de la parte inferior", etc. ¿No notaste que todos los esquemas reales los tienen? Solo voy a discutir brevemente tu circuito porque es difícil hablar de él sin designadores de componentes.
Probablemente el transistor esté saturado, por lo que no saldría nada del altavoz incluso si estuviera acoplado en CA.
Una batería de 9V no es una buena fuente de alimentación para alimentar un altavoz. Las baterías de 9V son muy débiles en comparación con otras cosas, y los altavoces necesitan grandes ráfagas de corriente.
Aquí tienes un circuito para probar con aproximadamente las mismas piezas:
Este no es un gran circuito por varias razones, pero es algo que deberías poder armar con lo que tienes y obtener algunos resultados. No esperes amplificar desde un micrófono. No tiene suficiente ganancia para eso. Probablemente puedes conectar un altavoz similar como entrada, acercar tu oído al altavoz de salida, y escuchar algo cuando rozas suavemente el altavoz de entrada con tu dedo.
Solo un recordatorio de que este circuito en realidad alimenta bastante bien a un altavoz de 8 ohmios, pero la corriente C-E en espera es alta (posiblemente cientos de mA). Para un transistor pequeño, esto podría causar un sobrecalentamiento / daño por calor. Mi transistor casi se quemó, terminé con algo similar al circuito original del que hizo la pregunta, con un resistor colector = 100 ohmios y un gran capacitor en serie con el altavoz. No es tan fuerte pero no hay humo.
Coloque un capacitor (100uF?) en serie con el altavoz.
(Esto evita que el altavoz en cortocircuito CC con el voltaje del colector)
Coloque una resistencia de 33 ohmios del emisor a tierra.
Vb ~= 1k/(1k+10k) x 9V = 0.8V.
Vbe ~=0.6V.
Entonces es necesario manejar 0.2V extra.
Agregue Re para que fluya 6 mA, por lo que la gota de 6V en el colector.
Re = V/I = 0.2/0.006 = 33 ohmios.
El transistor ahora dibuja ALREDEDOR de 6 mA por lo que la gota a través de Rc = 1k = V = IR = 6 mA x 1k = 6V.
Entonces Vc = 9V-6V = 3V ~~~
Conecte de 10 uF a 100 uF a través de la resistencia del emisor.
Esto desvía la señal de CA alrededor de Re.
Re es ahora solo para el sesgo de CC.
El circuito dibujará ALREDEDOR de 6 mA.
El voltaje del colector será de ALREDEDOR de 3V.
La ganancia será de APROXIMADAMENTE 230.
La Ganancia ~~= 38.4 x V a través de Rc = 38.4 x 6 =~ 230
Debido a las no idealidades, lo anterior puede que no funcione del todo bien, así que ...
Si Vcollector < 1V aumente la resistencia del emisor.
Si Vcollector > 3V disminuya la resistencia del emisor.
Con una ganancia de alrededor de 230 o así, necesitará aproximadamente 20 mV de señal pico a pico para saturar este amplificador. Establecemos Vc = 3V por lo que 3V negativos es el máximo swing disponible. Entonces Vin aumentando en positivo en 3V/230 = 13 mV saturará el voltaje del colector y llevará el colector a tierra. 10 mV máximo es aproximadamente correcto.
Si hubiéramos establecido Vc en el riel central tendríamos un mayor swing pero menos ganancia. La ganancia aumenta a medida que se eleva el Vc estático. Como se mencionó anteriormente, Ganancia = 38.4 x Vc_estático.
Suficientemente cerca del "máxima ganancia posible~~= 40 x Vbatería. (un poco menos en realidad.)
Como señaló Olin - la carga del altavoz evitará que se logre la ganancia potencial. Agregar un seguidor del emisor como amplificador de potencia (no un amplificador de voltaje - tiene una ganancia ligeramente inferior a 1) permitirá que el altavoz se impulse a mayor potencia Y que el amplificador alcance más cerca de su ganancia máxima.
Un seguidor del emisor no es un amplificador de potencia ideal y el amplificador de un solo transistor está lejos de ser un amplificador de audio ideal PERO el circuito de 2 transistores muestra lo que se puede lograr.
Aquí hay una excelente hoja de experimento de laboratorio de la Universidad de Colorado, Boulder. Física 330 - Experimento 7 - Amplificadores de Transistor
No solo revisa el diseño, sino que proporciona un circuito que se ajustará a sus necesidades con modificaciones menores, como se muestra a continuación.
En su aplicación, cuanto mayor sea Ce, mejor será: establece la ganancia de baja frecuencia e incluso 470 uF sería bueno. (Un capacitor electrolítico de aluminio de 470 uF y 10V es barato y comúnmente disponible). Deje las resistencias de base y la resistencia del emisor como mencioné anteriormente.
He dejado sus valores de componentes en negro y agregado los "nuestros" en rojo.
El altavoz puede conectarse a Vout O puede reemplazar Re' (resistencia del emisor del transistor de la mano derecha). También deberían haber nombrado sus componentes.
Su ganancia es plausible sin el altavoz conectado. Con el altavoz, la impedancia en el colector disminuye drásticamente, al igual que la ganancia. En otras palabras, usando sus términos, Rc es 1 kOhm solo para fines de corriente continua. Es mucho menos cuando se consideran las señales de corriente alterna que este circuito está destinado a amplificar.
@OlinLathrop - Buen punto. He desacoplado al altavoz en el primer paso. La impedancia de carga del colector de CA en efecto es masivamente deriva por el altavoz. Parte de mi cerebro va '¡Doh!', pero parte nota que para un cambio dado en el nivel de la señal en la base la corriente del colector se verá afectada de forma igual en CC y ... . :-) 3:30 am. Hay trabajo por hacer. Puede que lo vuelva a visitar.
Dado que colocaste un tapón en toda la resistencia del emisor (sería bueno ver un esquema, es un poco difícil asegurarse de captar todo con estos gestos), la corriente del colector aumentará con la frecuencia. Eventualmente, la impedancia de carga del emisor disminuye lo suficiente como para ser comparable a la del transistor y la impedancia base dividida por Hfe. En ese punto, la ganancia se vuelve impredecible. La tensión colector se colapsa parcialmente porque tienes una impedancia mucho menor tirando hacia abajo que los 1 kOhm tirando hacia arriba. Siempre estás atascado con estos 1 kOhm tratando de impulsar el altavoz hacia arriba.
Hay algunos problemas con tu circuito.
En primer lugar, tu altavoz tiene una resistencia baja (generalmente 4-8 Ohmios), por lo que en el circuito actual básicamente cortocircuita el transistor. Para evitar eso, conecta un capacitor en serie con el altavoz. El capacitor debe ser de 100uF o más.
En segundo lugar, la resistencia del colector es demasiado alta. Como mencioné, el altavoz tiene una resistencia baja, por lo que necesita mucha corriente. Probablemente obtendrías alrededor de 0.5mW, lo que puede que no sea audible.
Además, suele haber una resistencia (y un capacitor en paralelo a ella) conectada al emisor. Esto ayuda a ajustar la ganancia y reducir la distorsión.
El divisor de voltaje conectado a la base se calcula para que el transistor esté en la región activa y haya menos distorsión.
Para leer más, ve a este sitio web, tiene las fórmulas necesarias.
Bienvenido a EE.SE. La pregunta tiene una respuesta que fue aceptada hace varios años. Tu respuesta podría ser de interés para otros, pero necesitarías agregar un esquema. Hay un botón en la barra de herramientas del editor. "Transistor" no es un nombre propio, por lo que se escribe con una "t" minúscula.
@transistor A menos que se use como un apodo, en cuyo caso la primera letra probablemente debería estar en mayúscula...
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¿No debería ser la señal de salida AC acoplada y centrada en 0?
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Hmm.. ¿podrías explicar? Lo siento, soy nueva en esto.
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1. Coloca un capacitor (100uF?) en serie con el altavoz (detiene el cortocircuito de CC del altavoz al voltaje del colector). 2. Coloca una resistencia de 33 ohmios del emisor a tierra. 3. Conecta desde 10uF a 100uF a través de la resistencia del emisor. || El circuito consumirá ALREDEDOR de 6 mA. El voltaje del colector será ALREDEDOR de 3V. La ganancia será ALREDEDOR de 220. Si Vc < 1V, aumenta la resistencia del emisor. Si el voltaje del colector es > 3V, disminuye la resistencia del emisor.
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Ver circuito y notas añadidas.
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@usuario8210: interesante valor del capacitor: 1kµ. ¿No es lo mismo que 1m?