Explicación paso a paso del regulador de tensión

Question

Consideremos este esquema básico de regulador de tensión ( aquí la referencia):

Quería comprobar que una variación brusca de la tensión de salida es compensada por el circuito. Supongamos que la tensión de salida Uout aumenta, ¿qué ocurre con la corriente a través de Rv y la corriente de base del transistor? ¿Puedes explicarme qué ocurre paso a paso?

Si su objetivo es el de generar una señal de tensión de salida estable, el transistor debe reaccionar para disminuir Uout.

Answer 1

Como el emisor de la base está siempre polarizado hacia delante, actúa como un diodo y, por tanto, el emisor está ligeramente por debajo de la tensión de la base. Podemos analizar la unión base-emisor como un diodo aunque sepamos que es parte de un BJT; en realidad es muy fundamental para las propiedades de regulación como espero que veas.

Digamos que el emisor está 0,6 voltios por debajo de la base. Como B-E es un diodo, podemos pensar en la cantidad de corriente que fluye hacia la base teniendo en cuenta lo que sabemos sobre los diodos. Aquí está el 1N4148 como ejemplo: -

A 0,6 voltios, el diodo conduce aproximadamente 1 mA

Si el voltaje del emisor cayera (digamos) 100 mV (debido a los cambios de carga) Y el voltaje de la base se mantuviera constante (debido a un diodo zener muy "perfecto" en la base), el cambio en la corriente de la base sería de 1 mA a unos 6 mA y eso es un cambio de corriente bastante decente en la base.

Ese cambio en la corriente se multiplica por hFE (digamos 100) y unos 500 mA extra se vierten en la resistencia de emisor. Esto (en gran medida) tiene el efecto de contrarrestar ese cambio en el voltaje del emisor y, esto es la retroalimentación negativa y la belleza del "seguidor del emisor".

Compara el escenario anterior con un BJT que tenga un hFE de exactamente 100 y con una alimentación constante de 1 mA en la base. La corriente de emisor sería de 100 mA y esto se adaptaría totalmente a una resistencia de emisor de 100 ohmios que requiere 10 voltios a través de ella.

Sin embargo, si esa resistencia de carga cambiara a 90 ohmios, debido a la corriente de base constante de 1 mA (y al hFE fijo), el voltaje del emisor tiene que caer a 9 voltios. Un regulador pobre.

Es el comportamiento no lineal del diodo emisor de la base lo que produce una cifra de regulación tan decente a pesar de ser un simple y único BJT.

qué pasa con la corriente a través de Rv

Rv es irrelevante porque, está ahí sólo para mantener el voltaje del zener constante y mis palabras de arriba han asumido que es constante.