Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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¿Qué es la polarización de transistores?
Polarización del transistor es el proceso de establecimiento de un transistor de voltaje de funcionamiento DC o las condiciones actuales para el nivel correcto de modo que cualquier señal de entrada de CA se puede amplificar correctamente por el transistor .
Los transistores son uno de los dispositivos semiconductores más utilizados para una amplia variedad de aplicaciones, incluidas la amplificación y la conmutación. Sin embargo, para lograr estas funciones de manera satisfactoria, un transistor debe recibir una cierta cantidad de corriente y / o voltaje .
El proceso de establecer estas condiciones para un circuito de transistor se denomina polarización de transistor. La polarización de transistores se puede lograr mediante diversas técnicas que dan lugar a diferentes tipos de circuitos de polarización.
Sin embargo, todos estos circuitos se basan en el principio de proporcionar la cantidad correcta de corriente base, I B, y, a su vez, la corriente del colector, I C del voltaje de suministro , V CC cuando no hay señal presente en una entrada.
Además, la resistencia de colector R C debe elegirse de modo que la tensión colector-emisor, V CE, sea superior a 0,5 V para los transistores de germanio y superior a 1 V para los transistores de silicio. A continuación se explican algunos de los amplios circuitos de polarización.
Los tipos de polarización de transistores incluyen:
- Sesgo de base fijo o Sesgo de resistencia fijo
- Sesgo de retroalimentación del recopilador
- Sesgo de retroalimentación dual
- Sesgo fijo con resistencia de emisor
- Sesgo del emisor
- Sesgo de retroalimentación del emisor
- Sesgo del divisor de voltaje
Tipos de polarización de transistores
Sesgo de base fijo o Sesgo de resistencia fijo
El circuito de polarización que se muestra en la Figura 1 tiene una resistencia de base R B conectada entre la base y el V CC . Aquí, la unión base-emisor del transistor está polarizada hacia adelante por la caída de voltaje en R B, que es el resultado de que I B fluye a través de él. De la figura, la expresión matemática para I B se obtiene como
Aquí los valores de V CC y V BE son fijos, mientras que el valor de RB es constante una vez diseñado el circuito.
Esto conduce a un valor constante para I B, lo que da como resultado un punto de funcionamiento fijo debido al cual el circuito se denomina polarización de base fija. Este tipo de sesgo da como resultado un factor de estabilidad de (β + 1), lo que conduce a una estabilidad térmica inferior.
La razón detrás de esto es el hecho de que el parámetro β de un transistor es impredecible y varía en gran medida, incluso en el caso de un transistor con el mismo modelo y tipo. Esta variación en β da como resultado grandes cambios en I C, que no se pueden compensar de ninguna manera en el diseño propuesto.
Por lo tanto, este tipo de polarización dependiente de β es propenso a los cambios en los puntos operativos provocados por las variaciones en las características y la temperatura del transistor .
Sin embargo, cabe señalar que el sesgo de base fija es más simple y utiliza menos componentes. Además, ofrece al usuario la posibilidad de cambiar el punto de funcionamiento en cualquier lugar de la región activa cambiando el valor de R B en el diseño.
Además, no ofrece carga en la fuente ya que no hay resistencia en la unión base-emisor. Debido a estos factores, este tipo de polarización se utiliza en aplicaciones de conmutación y para lograr un control automático de ganancia en los transistores.
Aquí, las expresiones para otros voltajes y corrientes se dan como
Sesgo de retroalimentación del recopilador
En este circuito (Figura 2), la resistencia de base R B está conectada a través del colector y los terminales de la base del transistor.
Esto significa que el voltaje base, V B, y el voltaje del colector, V C son interdependientes porque 
, a 
partir de estas ecuaciones, se ve que un aumento en I C disminuye V C, lo que da como resultado una I B reducida , automáticamente la reducción de I C .
Esto indica que, para este tipo de red de polarización, el punto Q (punto de operación) permanece fijo independientemente de las variaciones en la corriente de carga, lo que hace que el transistor esté siempre en su región activa independientemente del valor β.
Además, este circuito también se conoce como un circuito de realimentación negativa autopolarizado como la regeneración es de salida a entrada a través de R B .
Este tipo de sesgo relativamente simple tiene un factor de estabilidad menor que (β + 1), lo que da como resultado una mejor estabilidad en comparación con el sesgo fijo.
Sin embargo, la acción de reducir la corriente del colector por la corriente base conduce a una ganancia reducida del amplificador.
Aquí, otros voltajes y corrientes se expresan como
Sesgo de retroalimentación dual
La Figura 3 muestra una red de polarización de retroalimentación dual que es una improvisación sobre el circuito de polarización de retroalimentación del colector, ya que tiene una resistencia adicional R 1 que aumenta la estabilidad del circuito.
Esto se debe a que un aumento en el flujo de corriente a través de las resistencias base da como resultado una red resistente a las variaciones en los valores de β. 
Aquí,
Sesgo fijo con resistencia de emisor
Como es evidente de la Figura 4, este circuito de polarización no es más que una red de polarización fija con una resistencia de emisor adicional, R E .
Aquí, si I C se eleva debido a un aumento en la temperatura, la I E también aumenta, el aumento de la caída de voltaje a través de R E .
Esto da como resultado la reducción de V C , lo que provoca una disminución de I B, lo que hace que I C vuelva a su valor normal. Por lo tanto, este tipo de red de polarización ofrece una mejor estabilidad en comparación con una red de polarización de base fija.
Sin embargo, la presencia de R E reduce la ganancia de voltaje del amplificador, ya que da como resultado una retroalimentación de CA no deseada. En este circuito, las ecuaciones matemáticas para diferentes voltajes y corrientes se dan como
Sesgo del emisor
Esta red de polarización (Figura 5) utiliza dos voltajes de suministro , V CC y V EE , iguales pero de polaridad opuesta.
Aquí V EE polariza hacia adelante la unión base-emisor a través de R E, mientras que V CC polariza hacia atrás la unión colector-base. Además, 
en este tipo de sesgo, I C puede ser independiente tanto de β como de V BE eligiendo R E >> R B / β y V EE >> V BE , respectivamente, lo que da como resultado un punto de funcionamiento estable.
Sesgo de retroalimentación del emisor
Este tipo de sesgo de autoemisor (Figura 6) emplea tanto la retroalimentación de la base del colector como la retroalimentación del emisor para dar como resultado una mayor estabilidad. Aquí, la unión emisor-base está polarizado por la caída de tensión que se produce a través de la resistencia de emisor, R E debido al flujo de corriente de emisor, I E .
Un aumento en la temperatura aumenta I C , causando un aumento en la corriente de emisor, I E . Esto también conduce a un aumento en la caída de voltaje en R E, lo que disminuye el voltaje del colector, V C, y a su vez I B , lo que devuelve I C a su valor original. 
Sin embargo, esto resulta en una ganancia de salida reducida debido a la retroalimentación degenerativa, que no es sino retroalimentación AC no deseado es, en el que la cantidad de corriente que fluye a través de la resistencia de realimentación está determinada por el valor de la tensión de colector, V C .
Este efecto puede ser compensado mediante el uso de un gran condensador de derivación a través de la resistencia de emisor, R E . Las expresiones correspondientes a varios voltajes y corrientes en esta red de polarización adecuada de bajo voltaje de suministro de energía se dan como
Sesgo del divisor de voltaje
Este tipo de red de polarización (Figura 7) emplea un divisor de voltaje formado por las resistencias R 1 y R 2 para polarizar el transistor.
Esto significa que el voltaje desarrollado a través de R 2 será el voltaje base del transistor , que polariza hacia adelante su unión base-emisor. En general, la corriente a través de R 2 se fijará a ser 10 veces la corriente de base requerida, I B (es decir, I 2 = 10I B ).
Esto se hace para evitar su efecto sobre la corriente del divisor de voltaje o los cambios en β. Además, del circuito, se obtiene 
En este tipo de polarización, I C es resistente a los cambios tanto en β como en V BE, lo que da como resultado un factor de estabilidad de 1 (teóricamente), la máxima estabilidad térmica posible.
A medida que I C aumenta debido a un aumento de temperatura, IE aumenta, provocando un aumento en el voltaje del emisor V E, reduciendo el voltaje base-emisor V BE . Esto da como resultado la disminución de la corriente base I B, que restaura I C a su valor original.
La mayor estabilidad ofrecida por este circuito de polarización hace que sea más ampliamente utilizada a pesar de proporcionar una disminución de amplificador de ganancia debido a la presencia de R E .
Además de los tipos básicos analizados de redes de polarización, los transistores de unión bipolar (BJT) también se pueden polarizar mediante redes activas o mediante el uso de diodos Zener o de silicio .
Además, también debe tenerse en cuenta que, aunque los circuitos de polarización se explican para los BJT , también existen redes de polarización similares en el caso de los transistores de efecto de campo (FET).
