ANÁLISIS DE CIRCUITOS CON TRANSISTORES

Transcripción

1 ANÁLII IRUITO ON TRANITOR Polarización Anular los generadores de señal, manteniendo los de continua. ustituir los condensadores de acoplo y desacoplo por un circuito abierto. ustituir cada transistor por su modelo de continua. eterminar el punto de trabajo del JT y en particular la corriente de colector I. alcular los valores de los parámetros del modelo a pequeña señal: g m =(I /V T ), r π =(β/g m ) y r e =(I /V T ) (1/g m ) ANÁLII IRUITO ON TRANITOR Pequeña señal ustituir cada fuente de voltaje de continua por un cortocircuito y cada fuente de corriente de continua por un circuito abierto. ustituir los condensadores de acoplo y desacoplo por un cortocircuito. ustituir cada transistor por su modelo de pequeña señal, cuyos parámetros se calculan a partir del punto de trabajo. Analizar el circuito resultante. 1

2 Amplificador de emisor común v I i b v r π π g m v be i e i v TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de emisor común i b v r π π g m v be i i e = v b /i b =(i b r π )/(i b )=r π A v = / =β(r //r o )/(R s r π ) = R //r o A i = /i b =β(r o )/(R r o ) 2

3 Amplificador de emisor común Puede diseñarse para obtener ganancias considerables de voltaje y corriente. Presenta una resistencia de entrada de valor moderado y una elevada resistencia de salida. Tiene una respuesta en alta frecuencia más bien deficiente, como se verá más adelante. TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de emisor común con una resistencia en el emisor v i b iαi e Re I v v b v π r e Re Al ser de valor elevado, el incluirla en el análisis tiene poco efecto en la operación del amplificador. Por tanto podrá eliminarse. 3

4 Amplificador de emisor común con una resistencia en el emisor v b v π i b iαi e r e = v b /i b =(β1) (r e R e ) = R A v = / =β(r )/(R s (β1) (r e R e )) Re A i = /i b =β TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de emisor común con una resistencia en el emisor La resistencia de entrada aumenta en un factor (1g m R e ). La ganancia de voltaje se reduce. La ganancia de voltaje es menos dependiente del valor de β (especialmente cuando R s es pequeña). La respuesta a alta frecuencia mejora considerablemente como se verá más adelante. La resistencia R e recibe el nombre de resistencia de degeneración de emisor. 4

5 Amplificador de base común v αi e i e I v i i r e v e Al ser de valor elevado, el incluirla en el análisis tiene poco efecto en la operación del amplificador. Por tanto podrá eliminarse. TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de base común αi e = r e i e = R i i r e v e A v = / =β(r )/((β1) (r e R s )) A i = /i i =β/(β1) 5

6 Amplificador de base común Presenta una resistencia de entrada muy baja. La ganancia de corriente es casi la unidad. La ganancia de voltaje depende de manera crítica de la resistencia R s. La resistencia de salida está determinada por R c. Presenta una respuesta excelente a alta frecuencia como se verá más adelante. TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de colector común o seguidor de emisor v αi e I v R L i b r e i e RL 6

7 Amplificador de colector común o seguidor de emisor = (β1)[r e ( r o //R L )] i b r e αi e i e RL = r o //[r e (R s /(β1))] A v =(R L //r o )/[R s /(β1)r e (R L //r o )] A i = /i b =β1 TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de colector común o seguidor de emisor Presenta una resistencia de entrada elevada. La ganancia de corriente es relativamente grande. La ganancia de voltaje es menor a la unidad pero cercana a ésta. Presenta una baja resistencia de salida. Presenta una buena respuesta a altas frecuencias como se verá más adelante. 7

8 Amplificador de fuente común v G R G i c 0 i R s i R TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de fuente común G i cd 0 R i s = A v = / =g m (R //r o ) = R //r o 8

9 Amplificador de fuente común Puede diseñarse para obtener ganancias considerables de voltaje. Presenta una resistencia de entrada muy elevada. Tiene una respuesta en alta frecuencia más bien deficiente, como se verá más adelante. TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de fuente común con una resistencia en la fuente v G R R F G i cd 0 i R s i R R F 9

10 Amplificador de fuente común con una resistencia en la fuente G i cd i 0o R i s R F = = R [R F r o (1g m R F )]/(R [R F r o (1g m R F )]) A v = / =R g m /(1g m R F ) para >> TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de fuente común con una resistencia en la fuente La ganancia de voltaje se reduce respecto al amplificador de fuente común. Presenta una resistencia de entrada muy elevada. La respuesta a alta frecuencia mejora considerablemente como se verá más adelante. 10

11 Amplificador de puerta común G v R G i s i d R TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de puerta común G i d R i s A i = /i s = 1 = (r o R )/(1g m r o ) A v = R (1g m r o )/(R R r o (1g m R )) = R //[R (1g m r o )r o ] 11

12 Amplificador de puerta común Presenta una resistencia de entrada baja e inversamente proporcional a la transconductancia g m. La ganancia de corriente es la unidad. La ganancia de voltaje depende de manera crítica del producto R g m. La resistencia de salida está determinada por R. Presenta una respuesta excelente a alta frecuencia como se verá más adelante. TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de drenador común o seguidor de fuente G v G i d i s R L Ro R L 12

13 Amplificador de drenador colector común o o seguidor de de emisor fuente G i s i d R L A v = / =(g m r o )/(1g m r o (r o /R L )) = 1/(g m (1/r o )(1/R L )) = TAPA AMPLIFIAORA ÁIA ON UN OLO TRANITOR Amplificador de drenador colector común o o seguidor de de emisor fuente Presenta una resistencia de entrada elevada. La ganancia de voltaje es menor a la unidad pero cercana a ésta. Presenta una baja resistencia de salida. Presenta una buena respuesta a altas frecuencias como se verá más adelante. 13

14 Resumen misor común ase común olector común Fuente común Puerta común renador común A v A i levada 1 levada levada R 1 levada R g m 1 1 Moderada Pequeña levada Pequeña levada R Pequeña levada R Pequeña 14