Upload
jose-ramon-rivero-paz
View
247
Download
5
Tags:
Embed Size (px)
Citation preview
AMPLIFICADOR CON BJTANÁLISIS Y DISEÑO
2015-1
Prof. Gustavo Patiño. M.Sc. Ph.DMJ 12- 1419-05-2015
THE TRANSISTOR AS A SWITCH
While there are limitations as to what we can switch on and off, transistor switches offer lower cost and substantial reliability over conventional mechanical relays.
The secret to making a transistor switch work properly is to get the transistor in a saturation state.
THE TRANSISTOR AS A AMPLIFIER
THE TRANSISTOR AS AN AMPLIFIER
Parameter Common EmitterCommon Collector
Common Base
Voltage gain Av High (about 100) Unity (1) Medium (10-50)
Current Gain High (50 - 800) High (50 -800)Less than unity (<1)
Input ImpedanceMedium (about 3 to 5k)
High (several k) Low (about 50R)
Output Impedance
Medium, Approx = Load resistor value
Low (a few ohms) High (about 1M)
Summary of the three types transistor connection
CONFIGURACIONES DE AMPLIFICACIÓN BASADAS EN BJT
Electrónica Analógica I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2015-1
DC OPERATION OF THE COMMON-EMMITER AMPLIFIER
GRAPHICAL CONSTRUCTION FOR THE DETERMINATION OF THE DC BASE CURRENT
IN THE CIRCUIT
GRAPHICAL CONSTRUCTION FOR DETERMINING THE DC COLLECTOR CURRENT IC AND THE
COLLECTOR-TO-EMMITER VOLTAGE VCE
CURVAS CARACTERÍSTICAS
Las curvas características son curvas paramétricas de iC contra vCE, con iB como parámetro. Cada tipo de transistor tiene su propio conjunto único de curvas características.
EL AMPLIFICADOR EMISOR COMÚN (EC)
Si se supone una entrada de ca, la onda de salida se puede encontrar de manera gráfica.
Moviendo el punto de operación hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la línea de carga conforme cambia iB, se pueden graficar iC ; iB y vCE.
EL AMPLIFICADOR EMISOR COMÚN (EC) (…CONT)
EB
BEBBs
EBEB
sBEBBB RR
VVv
RRRR
vVVi
)1()1(
1
)1(
EB
BEBBB
sEB
b
RR
VVI
vRR
i
1
BEEBBsBB
EBBEBBsBB
EEBEBBsBB
VRRivV
RiVRivV
RiVRivV
))1((
)1(
EB
BEBBC
RR
VVI
1
Ecuación
EL AMPLIFICADOR EC CON RESISTOR EN EL EMISOR
Electrónica Analógica I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2015-1
EL AMPLIFICADOR EC CON RESISTOR EN EL EMISOR (…CONT)
La línea de carga en cd es la gráfica de esta línea recta, que se encuentra resolviendo los dos interceptos con los ejes. Si iC=0,
EC
CCCE
ECEC
CECCC
CEECCCC
EECECCCC
RR
Vv
RRRR
vVi
vRRiV
RivRiV
1
)(
EC
CCC RR
Vi
Si vCE=0, entonces,
CCCE Vv
LÍNEA DE CARGA DC
Gráfica de la línea de carga dc descrita por:
Con interceptos:
EC
CCCE
ECC RR
Vv
RRi
1
EC
CCC RR
Vi
CCCE Vv
CCCEEC
C VvRR
i
1
Ecuación
LÍNEA DE CARGA DC (…CONT)
EC
CCCQ RR
VI
0
CCCEQ VV 0
Por tanto, el punto de operación Q(VCEQ, ICQ) hace parte de dicha línea de carga, y se encuentra ubicado en el siguiente intervalo:
EL AMPLIFICADOR EC CON RESISTOR EN EL EMISOR (…CONT)
2CC
CEQ
VV EC
CCCQ RR
VI
2
A menudo, al diseñar un amplificador con transistores se desea una salida con máxima excursión no distorsionada. Si la señal de entrada en ca es simétrica alrededor de cero, se puede obtener una excursión máxima colocando el punto Q en el centro de la línea de carga.
AMPLIFICADOR EC INDEPENDIENTE DE
)(//
21
2121 RR
RRRRRR BTH
)( 21
1
RR
VRVV CC
BBTH
CCBB
B
BBCC
CCB
VVR
VVVR
R
11
BB
CCB
V
VRR 2
EB RR 1.0
2CC
CEQ
VV
E
BEBBCQ R
VVI
1.1
De ecuación
CAPACITORES DE PASO Y DE ACOPLAMIENTO
Los capacitores se aproximan a cortocircuitos para señales de ca y circuitos abiertos para señales de cd.
CAPACITORES DE PASO Y DE ACOPLAMIENTO (2)
Electrónica Analógica I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2015-1
Capacitor de paso: Se pueden utilizar para poner en corto el resistor de emisor,
incrementando así la ganancia del amplificador. Para lograr esto se selecciona un capacitor cuya impedancia en frecuencias de operación sea mucho menor que la resistencia del emisor.
Capacitores de acoplamiento: El capacitor de acoplamiento es necesario para prevenir
interacciones de cd entre etapas adyacentes. Cada par de etapas de un amplificador multietapa se puede
acoplar por medio de un capacitor. La impedancia de entrada de la siguiente etapa es la carga de la etapa anterior.
Estos capacitores también tienen un papel importante en la determinación de la respuesta en frecuencia del amplificador.
LÍNEA DE CARGA DE CA PARA LA CONFIGURACIÓN EN EC
Por motivo de la presencia de los condensadores de acople y de paso puede ocurrir que hayan dos líneas de cargas en el circuito:Una línea de carga DC y una línea de carga CA.
LÍNEA DE CARGA DE CA PARA LA CONFIGURACIÓN EN EC (2)
Electrónica Analógica I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2015-1
La resistencia en el circuito colector emisor para polarización en cd es RC+RE, la cual se define como Rcd. Cuando la carga se acopla al transistor a través de un capacitor, la resistencia en ca es diferente. En condiciones de ca la resistencia en el circuito colector-emisor es Rca=(RL//RC)+RE.
Si el resistor de emisor se pone en corto, entonces la resistencia de ca es sólo: Rca=RL//RC.
LA LÍNEA DE CARGA DE CA A TRAVÉS DE CUALQUIER PUNTO Q
Rcd : Resistencia total alrededor del lazo colector-emisor bajo condiciones de cd. (los capacitores se consideran circuitos abiertos.)
Rca :Resistencia total alrededor del lazo colector-emisor bajo condiciones de ca. (Las fuentes de cd se hacen cero y los capacitores se consideran cortocircuitos.)
Electrónica Analógica I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2015-1
LA LÍNEA DE CARGA DE CA A TRAVÉS DE CUALQUIER PUNTO Q (2)
Como una entrada en ca igual a cero coloca el punto de operación en el punto Q, la línea de carga intercepta la línea de carga de cd en el punto Q.
cdca RR
cdmm ca
ECLca
CEcd
R)//R(RR
RRR
LA LÍNEA DE CARGA DE CA A TRAVÉS DE CUALQUIER PUNTO Q (3)
CCCEcdcd
CE
cd
CCC Vv
RR
v
R
Vi 1
Linea de carga DC
CQ
ca
CEQ
ca
CECCEQCE
caCQC I
R
V
R
viVv
RIi )(
1)(
0 . en Intercepto CECCQca
CEQC viI
R
VI '
0 . en Intercepto CCEcaCQCEQCC ivRIVV '
Linea de carga AC
De ecuación
LA LÍNEA DE CARGA DE CA A TRAVÉS DE CUALQUIER PUNTO Q (4)
ELECCIÓN DE LA LÍNEA DE CARGA CA PARA MÁXIMA EXCURSIÓN EN LA SALIDA
Para diseñar el amplificador para máxima excursión en el voltaje de salida, se debe colocar el punto Q en el centro de la línea de carga de ca.
Electrónica Analógica I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2015-1
0 .en Intercepto '
excursión. máxima
paraCondición
2
'
0 .en Intercepto '
ca carga de Linea (2) )(1
)(
cd carga de Linea (1)
CECEcaCQCEQCC
CCCEQ
CECCQca
CEQC
CEQCEca
CQC
cdCCECC
ivRIVV
VV
viIR
VI
VvR
Ii
RivV
(3) caCQCEQ RIV
ELECCIÓN DE LA LÍNEA DE CARGA CA PARA MÁXIMA EXCURSIÓN EN LA SALIDA (2)
(1)en (3) ca
cdCEQCEQCC R
RVVV
cacd
CCCEQ RR
VV
1
cdca
CCCQ RR
VI
y
ELECCIÓN DE LA LÍNEA DE CARGA CA PARA MÁXIMA EXCURSIÓN EN LA SALIDA (3)
RESUMEN DE ECUACIONES DE DISEÑO PARA CUALQUIER PUNTO DE OPERACIÓN
Q
) V(vR
)I(i
RivV
CEQCEca
CQC
cdCCECC
1
Ecuaciones de diseño, y todas sus formas de escribirse y representarse, para el circuito de la figura!
CCBB
B
BBCC
CCB
VVR
VVVR
R
11
BB
CCB
VVR
R 2
EB RR 1.0
EB
BEBBB RR
VVI
ECLca
CEcd
R)//R(RR
RRR
RESUMEN DE ECUACIONES DE DISEÑO PARA EL PUNTO Q DE MÁXIMA
EXCURSIÓN
CCBB
B
BBCC
CCB
VVR
VVVR
R
11
BB
CCB
VVR
R 2
EB RR 1.0
ECLca
CEcd
R)//R(RR
RRR
EB
BEBBB RR
VVI
cacd
CCCEQ RR
VV
1
cdca
CCCQ RR
VI
y
Ecuaciones de diseño,y todas sus formas de escribirse y representarse, para máxima excursión en el circuito de la figura!
APORTE DEL ESTUDIANTE
Para el estudiante: En tu tiempo extra-clase, de qué manera puedes
complementar el contenido dado en esta clase ? Qué información adicional complementa y ayuda a
comprender mejor el contenido de estas diapositivas ?
Qué preguntas te surgen de esta clase? Qué respuestas le das a dichas preguntas?
Busca más bibliografía e información adicional que complemente tus respuestas y el contenido de esta clase. Consulta oportunamente al profesor del curso para
complementar tus respuestas y resolver tus dudas restantes.
Electrónica Analógica I. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2015-1