El BJT en la zona activa
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- Catalina Vega Carrasco
- hace 7 años
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1 El BJT en la zona activa Electrónica Analógica º Desarrollo de Productos Electrónicos Índice.- Amplificadores con BJT. 2.- Osciladores L con BJT. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 2
2 .- ircuitos amplificadores con BJT.- ircuitos amplificadores...- onceptos generales de los amplificadores..2.- lases de amplificación..3.- ircuitos de polarización..4.- Modelo de parámetros h..5.- Amplificador en emisor común..6.- Amplificador en colector común..7- Amplificador en base común. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 3..- onceptos generales de los amplificadores. R g I IN I OUT u g u IN Amplificador u OUT Z L Ganancia de tensión (A V ): cociente entre la tensión de salida y la de entrada. Ganancia de intensidad (A I ): cociente entre la intensidad de salida y la de entrada. Impedancia de entrada (Z IN ): cociente entre la tensión y la intensidad de entrada. Impedancia de salida (Z OUT ): es la impedancia equivalente de Thevenin desde los terminales de salida. Ancho de banda (BW): margen de frecuencias en el que podremos utilizar el amplificador. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 4 2
3 .2.- lases de amplificación. lase A lase B lase AB lase Electrónica Analógica El BJT en la zona activa lase A Trabajan durante todo el ciclo de la señal de i entrada Q v E t Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 6 3
4 lase B Funcionan únicamente un semiperiodo de la i señal de entrada Q v E t Electrónica Analógica El BJT en la zona activa lase AB Es un caso intermedio entre la clase A y la B i Q v E t Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 8 4
5 lase onducen menos de un semiperiodo de la i señal de entrada Q v E t Electrónica Analógica El BJT en la zona activa ircuitos de polarización ircuito básico V R B R Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 0 5
6 .3.- ircuitos de polarización Polarización por realimentación del emisor Presenta más estabilidad que el anterior frente a cambios de temperatura y/o β R B V R Electrónica Analógica El BJT en la zona activa.3.- ircuitos de polarización Polarización por realimentación del colector Presenta buena estabilidad frente a cambios de temperatura y/o β R B V R Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 2 6
7 .3.- ircuitos de polarización V Polarización universal También llamado: Polarización por divisor de tensión ircuito autopolarizado Es el más utilizado El más estable frente a cambios de temperatura y variaciones de β R R 2 R Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Modelo de parámetros h i i 2 h u h 2 u 2 h 2 i h 22 u 2 Ecuaciones: u = h i + h 2 u 2 i 2 = h 2 i + h 22 u 2 Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 4 7
8 .4.- Modelo de parámetros h También llamado: Modelo de parámetros híbridos, Modelo equivalente del transistor de pequeña señal. El parámetro h representa una resistencia. El parámetro h 2 se llama ganancia de tensión inversa, ya que representa una fuente de tensión dependiente de la tensión de salida u 2. El parámetro h 2 se llama ganancia directa de intensidad, representa una fuente de intensidad que depende de la intensidad de entrada i. El parámetro h 22 representa una admitancia, es decir, el inverso de una resistencia. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Modelo de parámetros h Los coeficientes h cambian de nombre y de valor según la configuración: emisor común, colector común y base común. onfiguración Entrada Salida h h 2 h 2 h 22 Emisor común Base olector h ie h re h fe h oe Base común Emisor olector h ib h rb h fb h ob olector común Base Emisor h ic h rc h fc h oc i de input, r de reverse f de forward, o de output Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 6 8
9 .4.- Modelo de parámetros h B h ie i E u BE h re u E h fe h oe u E E Los valores típicos del modelo en emisor común son: h ie = 000 Ω, h re = h fe = 00, h oe = Ω - Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Modelo de parámetros h Los valores típicos del modelo en colector común son: h ic = 000 Ω, h rc = h fc = 00, h oc = Ω -. Los valores típicos del modelo en base común son: h ib = 20 Ω, h rb = h fb = 0,98, h ob = 0,5 0-6 Ω - Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 8 9
10 .5.- Amplificador en emisor común V R g R R I IN 2 u OUT I OUT u g u IN R 2 E Z L Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Amplificador en emisor común ircuito equivalente: R g I IN B h ie I OUT 2 u g R R 2 h oe R Z L u IN h fe hre u E u E OUT E, 2 y E se pueden considerar cortocircuitos. h re y h oe se pueden despreciar. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 20 0
11 .5.- Amplificador en emisor común ircuito equivalente: R g I IN B I OUT u g h h fe i R B R 2 ie R Z L u IN u E OUT on estas simplificaciones obtenemos la impedancia de entrada, la impedancia de salida, la ganancia de tensión y la ganancia de intensidad. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Amplificador en emisor común impedancia de entrada: impedancia de salida: Z IN = R Z = + R OUT R 2 + h ie ganancia de tensión: ganancia de intensidad: A A V I u = u i = i OUT IN OUT IN R = R R = (R Z L + Z L L h h ZIN hfe + Z ) h ie fe ie Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 22
12 .5.- Amplificador en emisor común A v : mayor que la unidad. A I : mayor que la unidad. Z IN : valor intermedio respecto a las otras configuraciones. Z OUT : valor intermedio respecto a las otras configuraciones. La configuración emisor común es la única que proporciona al mismo tiempo ganancias de tensión y de intensidad superiores a la unidad. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Amplificador en colector común V R R g I IN u OUT 2 I OUT u g u IN R 2 Z L Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 24 2
13 .6.- Amplificador en colector común A V : ligeramente menor que la unidad. A I : similar a la de emisor común. Z IN : es la mayor de las tres configuraciones. Z OUT : la menor de las tres configuraciones. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Amplificador en base común V R u OUT OUT I IN R g I OUT R 2 IN u g Z L u IN Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 26 3
14 .7.- Amplificador en base común A V : aproximadamente la misma que en la configuración de emisor común. A I : menor que la unidad. Z IN : la menor de las tres configuraciones. Z OUT : la mayor de las tres configuraciones. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Osciladores L con BJT 2..- Principio de funcionamiento Modelo general. ircuito tanque Oscilador olpitts Oscilador olpitts en emisor común Oscilador olpitts en base común Oscilador olpitts en colector común Oscilador Hartley Oscilador Hartley en emisor común Oscilador Hartley en base común. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 28 4
15 2..- Principio de funcionamiento. arga del condensador. 2. Descarga a través de la bobina. 3. La descarga se produce a una frecuencia a la que X L = X Esta frecuencia se llama frecuencia de resonancia. V R L f r = 2π L Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Modelo general. ircuito tanque. Z, Z 2 y Z 3 son 3 impedancias (L ), y forman el llamado circuito tanque. Para que arranque la oscilación se debe cumplir: X h FE X 2 La frecuencia se obtiene de: X + X 2 + X 3 = 0 Z 3 Z Z 2 Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 30 5
16 2.2.- Modelo general. ircuito tanque. Z y Z 2 deben ser del mismo tipo (L o ). Z 3 debe ser del tipo contrario. Por lo tanto hay 2 configuraciones básicas: Z y Z 2 son condensadores y Z 3 es una bobina (olpitts). Z y Z 2 son bobinas y Z 3 es un condensador (Hartley). Z 3 Z Z 2 Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Oscilador olpitts. Z y Z 2 son condensadores y Z 3 es una bobina. Existen 3 posibilidades: olpitts en emisor común. olpitts en base común. olpitts en colector común. ondición de oscilación: h FE 2 2 Frecuencia de oscilación: f = 2 π + 2 L 2 L Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 32 6
17 olpitts en emisor común. V R L RF V S D L R 2 D 2 Electrónica Analógica El BJT en la zona activa olpitts en base común. V L R B V S 2 3 Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 34 7
18 olpitts en base común. Electrónica Analógica El BJT en la zona activa olpitts en colector común. V R D D L R 2 2 V S Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 36 8
19 Ejercicios. Simular los osciladores de olpitts (V =2 V): Emisor común: R = 2 kω, R 2 = 4,7 kω, = 2,2 kω, L = 40 µh, L RF = 3 mh, = 6,8 nf, 2 = nf, D = 00 nf Base común: R B = 47 kω, = 80 Ω, L = 0 mh, = 00 nf, 2 = 00 nf, D = 00 nf olector común: R = 54 kω, R 2 = 83 kω, = 5 kω, L = 3 µh, = 33 pf, 2 = 54 pf, D = 68 nf Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Oscilador Hartley. Z y Z 2 son bobinas y Z 3 es un condesador. Existen 3 posibilidades básicas: Hartley en emisor común. L Hartley en base común. Hartley en colector común. ondición de oscilación: Frecuencia de oscilación: L h FE L 2 f L 2 = 2 π ( L L ) + 2 Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 38 9
20 Hartley en emisor común. V R L RF V S L D R 2 D L 2 Electrónica Analógica El BJT en la zona activa Hartley en base común. V R R V S L 2 2 D R 2 L L RF Electrónica Analógica El BJT en la zona activa 40 20
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