15/01/2015 AMPLIFICADORES CON BJT INTRODUCCIÓN
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- José Antonio Cruz Serrano
- hace 6 años
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1 AMPLIFICADORES CON BJT INTRODUCCIÓN 1
2 CONCEPTOS BASICOS SOBRE AMPLIFICADORES Red de Dos Puertos ZTH = Zo = E TH = A VNL Vi Ro 2
3 Circuito Equivalente de la Red de Dos Puertos Input Impedance, Zi: Output Impedance, Zo: Zi = Ri Zo = Ro FUENTES DE ALIMENTACION Y RENDIMIENTO 3
4 Efectos de la Resistencia de Carga en la Ganancia de Voltaje Vo RL Av = = A Vi RL + Ro VNL Av = Vo Vi = RL RL + R o A VNL Efectos de la Resistencia de Carga en la Ganancia de Corriente Vi Vi Ii = = Zi Ri Vo Io = RL Ai = Av Zi RL 4
5 Efectos de la Resistencia de Salida de la Fuente de Señal en la Ganancia de Voltaje Vo Ri Av = = Vs Ri + Rs s AVNL Efectos de la Resistencia de Salida de la Fuente de Señal en la Ganancia de Corriente Ii = Vs Rs + Ri Vo Io = RL Ai= -Av((Rs +Ri)/RL) 5
6 Efecto Combinado de Rs y RL en la Ganancia de voltaje Av s = Vo Vs = Ri Ri + R s RL RL + R o A VNL CIRCUITO EQUIVALENTE EN PEQUEÑA SEÑAL PARA BJT 6
7 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CIRCUITO EQUIVALENTE EN PEQUEÑA SEÑAL 1. Determinar el punto Q con la polarización en continua (se abren todos los condensadores). 2. Obtener los parametros en pequeña señal rpi y gm a partir del punto Q. 3. Sustituir el BJT por sus equivalente. 4. Hacer cero las fuentes de DC y reemplazar los capacitores por su modelo en banda media (corto circuito o circuito abierto). 5. Aplicar las leyes de circuitos lineales para determinar la variables deseadas. Amplificador Monoetapa Vcc=10 0 Vs Rs 1k Cs 10u R1 180k Q2N2222 R2 150k Rc 1k Re 1k Cl 10u Ce 10u 0 8 RL 0 AMPLIFICADOR 7
8 Slide 8 CE Voltage-Divider Bias Configuration Slide 9 re Model You still need to determine β, re, and ro. 8
9 Slide 10 Impedance Calculations Input Impedance: R1R2 R = R1 R2 = R1+ R2 Zi= R Β re [Formula 8.10] [Formula 8.11] Output Impedance: Zo= RC ro Zo R C ro 10R C [Formula 8.12] [Formula 8.13] Slide 11 Gain Calculations Voltage Gain (Av): Vo RC ro Av = = Vi re [Formula 8.14] Vo R Av = Vi re C ro 10R C [Formula 8.15] Current Gain (Ai): Io ΒR ro Ai= = Ii (ro+ RC)(R +Βre) [Formula 8.16] Current Gain from Voltage Gain: Io ΒR Ai = Ii R +Βre ro 10RC Io Ai = Β Ii Ai = Av ro 10RC, R 10 re Zi RC [Formula 8.17] [Formula 8.18] [Formula 8.19] 9
10 Slide 12 Phase Relationship A CE amplifier configuration will always have a phase relationship between input and output is 180 degrees. This is independent of the DC bias. Vcc R1 56k Rc 6.8k C2 Vcc FREQ = 1k V1 VOFF = 0 VAMPL = 100mv C1 10u Q2N2222 R2 8.2k Re 1k 10u 0 RL 100k 12V Vcc AMPLIFICADOR FIG 1 10
11 EJERCICIOS E.C Slide 19 Emitter-Follower Configuration You may recognize this as the Common-Collector configuration. Indeed they are the same circuit. Note the input is on the base and the output is from the emitter. 11
12 Slide 20 re Model You still need to determine β, re, and ro. Slide 21 Impedance Calculations Input Impedance: Zi = RB Zb Zb = Βre+ ( Β+ 1)RE Zb Β(re+ RE) Zb ΒRE [Formula 8.37] [Formula 8.38] [Formula 8.39] [Formula 8.40] 12
13 Slide 22 Output Impedance: Impedance Calculations (cont d) Zo = RE re Zo r e RE >> re [Formula 8.42] [Formula 8.43] Slide 23 Gain Calculations Voltage Gain (Av): Vo RE Av = = Vi RE+ re Vo Av = 1 Vi RE >> re, RE+ re RE [Formula 8.44] [Formula 8.45] Current Gain (Ai): Current Gain from Voltage Gain: ΒRB Ai RB+ Zb Ai = Av Zi RE [Formula 8.46] [Formula 8.47] 13
14 Slide 24 Phase Relationship A CC amplifier or Emitter Follower configuration has no phase shift between input and output. EJERCICIOS B=225 14
15 EJERCICIOS B=150 Slide 25 Common-Base (CB) Configuration The input (Vi) is applied to the emitter and the output (Vo) is from the collector. The Common-Base is characterized as having low input impedance and high output impedance with a current gain less than 1 and a very high voltage gain. 15
16 Slide 26 re Model You will need to determine α and re. Slide 27 Impedance Calculations Input Impedance: Zi = RE re [Formula 8.54] Output Impedance: Zo = RC [Formula 8.55] 16
17 Slide 28 Gain Calculations Voltage Gain (Av): Vo R Av = = Vi re C RC re [Formula 8.56] Current Gain (Ai): Io Ai = = Ii 1 [Formula 8.57] Phase Relationship A CB amplifier configuration has no phase shift between input and output. Slide 29 EJERCICIOS BASE COMUN Detemine Av suponiendo que ß=225, Rs=50Ω, RE=,3 k Ω, RC=RL=510 Ω, C1=C2=1uF, VCC=15 V, y.vee=-15 V. 17
18 Slide 46a Summary Table Slide 46b Summary Table 18
19 Amplificador Multietapa Vcc= 15 B=100 VCC=15 V. MULTIETAPA HAMBLEY 19
20 Corrimiento de Nivel Dc en Circuitos con BJTs R3 VCC=10V R1 4.7k 6.2k Q3 Vg 0 Rg 1k 2 Q1 R2 1.5k D1 Q2 R4 1.4k 0 R5 10k Vout Vz=7.3v 1 VEE=-10v Amplificador en cascada acoplado con capacitores 20
21 Desplazamiento de Nivel de DC con Diodo Zener Desplazamiento de Nivel de DC con Transistores complementarios Vg 0 Rg 1k 2 1 R1 6.2k Q1 R2 1.5k D1 Vz=8.5V R4 1.4k Q4 R3 4.7k Q3 R5 10k VCC=10V Vout VEE=-10v 21
22 Multietapa BiFET Polarización Multietapa BiFET BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS NAME Q_Q1 Q_Q2 MODEL Q2N3904 Q2N3904 IB 1.09E E-05 IC 1.61E E-03 VBE 6.77E E-01 VBC -4.31E E+00 VCE 4.98E E+00 BETADC 1.48E E+02 GM 6.10E E-02 RPI 2.74E E+03 RX 1.00E E+01 RO 4.86E E+04 CBE 2.49E E-11 CBC 2.02E E-12 CJS 0.00E E+00 BETAAC 1.67E E+02 CBX/CBX2 0.00E E+00 FT/FT2 3.61E E+08 MOSFETS NAME M_M1 MODEL Mbreakn ID 5.32E-03 VGS -1.06E+00 VDS 1.06E+01 VBS 0.00E+00 VTH -2.00E+00 VDSAT 9.36E-01 Lin0/Sat1-1.00E+00 if -1.00E+00 ir -1.00E+00 TAU -1.00E+00 GM 1.14E-02 GDS 8.77E-05 GMB 0.00E+00 CBD 0.00E+00 CBS 0.00E+00 CGSOV 0.00E+00 CGDOV 0.00E+00 CGBOV 0.00E+00 CGS 0.00E+00 CGD 0.00E+00 CGB 0.00E+00 22
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