amplificador bjt-jfet

Unach, Medina Jaime, Conexión en cascada

Amplificador BJT – JFET en cascada (sin desfase)

Jaime Medina Sá[email protected]

Universidad Nacional de Chimborazo

RESUMEN: Un amplificador en cascada está compuesto de dos bloques amplificadores con el fin de obtener una ganancia mayor que si se utilizara un solo amplificador.

PALABRAS CLAVE:

Amplificador de voltaje

I. INTRODUCCION

Amplificador de voltaje

En esta práctica vamos a diseñar un circuito amplificador de voltaje con transistores BJT y JFET.

El amplificador va a ser de dos etapas, para que la onda resultante sea sin desfase.

II. OBJETIVO

Mediante el diseño de un amplificador, familiarizarse con la configuración en cascada.

III. CUERPO DEL INFORME

Pre diseño del amplificador

Lo primero que vamos hacer es elegir las configuraciones que vamos a utilizar en cada etapa para así poder determinar la ganancia de cada una y una idea del circuito que vamos a obtener.

Fig.1.-Amplificador en cascada (JFET-BJT)

Diseño del amplificador

Para realizar este circuito debemos hacerlo por etapas, empezando primero por la etapa2 que es la del BJT, para después analizar la etapa 1 que es la del JFET. Pero antes debemos determinar las ganancias de voltaje en cada etapa.

ΔvT = 300

ΔvT = Δv1 x Δv2 si Δv1 = 4

Δv2 = Δ vTΔ v1

Δv2 = 3004

Δv2 = 75

Etapa 2

Fig.2.-Configuracion por divisor de voltaje BJT

Determinamos los datos iniciales del transistor

VCC = 5 V.

Β = 240


Δv2 = 75

Procedemos a resolver el circuito

Δv = - R cr e

si Rc = 1 kΩ

re = R cΔ v

re = 1kΩ75

re = 13.33 Ω

Pero re = 26mVI E

entonces

IE = 26mVr e

IE = 26mV13.33Ω

IE = 1.95 mA

Analizamos la malla colector-emisor

Fig.3.- Análisis de la malla colector-emisor

-Vcc + RC IC + VCE + IE RE = 0 si IE = IC

IE (RC + RE ) – Vcc + VCE = 0

RE = Vcc−V CE

I E−RC si VCE = Vcc /

2 = 2.5 V

RE = 5V−2.5V1.95mA

−¿1 kΩ

RE = 282.05 Ω

Analizamos la malla base-emisor

Fig.4.-Analisis de la malla base-emisor

-VB + RB IB + VBE + IE RE = 0

IB = I Cβ

IB = 1.95mA240

IB = 8.125 µA

RB = 0.1 β RE

RB = 0.1 ( 240 ) (282.05 Ω )

RB = 6.76 kΩ

VB = RB IB + VBE + IE RE

VB = ( 6.76 kΩ x 8.125 µA ) + 0.7 V + ( 1.95mA x 282.05 Ω)

VB = 1.30 V

Al aplicar thevenin al circuito de la Fig.2 tenemos:

VB = R2

R1+R2 . Vcc RB =

R1 x R2R1+R2

RBR1

= R2

R1+R2


VB = R BR1

. Vcc

R1 = R BVB

. Vcc

R1 = 6.76kΩ1.30V

. 5 V

R1 = 26 kΩ

Reemplazo R1 y despejo R2 de RBR1

=

R2R1+R2

R2 = R1RBR1−RB

R2 =26 kΩ x6.76kΩ26kΩ−6.76kΩ

R2 = 9.13 kΩ

Calculo de la impedancia de entrada zi

Zi = R1 // R2 // βre

Zi = 26 kΩ // 9.13 kΩ // 240(13.33 Ω )

Zi =2.1 kΩ

Etapa 1

Fig.5.-Configuracion por Autopolarización JFET

A la ganancia de voltaje del circuito le incluimos la impedancia de entrada del otro circuito:

Δv = - gm ( RD // Zi ) si RD // Zi = R

Δv = - gm R

Determinamos los datos iniciales del transistor

Vcc = 5 V

Vp = -1.89 V

IDSS = 66.6 mA

Procedemos a analizar el circuito

gmo = 2 IDSS⌊Vp ⌋

gmo = 2(66.6ma)⌊−1.89V ⌋

gmo = 70.476 mS

Ecuación general de los JFETs

ID = IDSS (1−VGSQVP

)2

si VGSQ = - ID RS

ID = IDSS (1+ I DR SVP

)2

ID = 66.6ma (1+ 1kΩID1.89V

)2

Al resolver tenemos 2 valores, tomamos el valor que es menor al vp

ID = 2.23mA ID = 1.61 mA

Reemplazo ID en VGSQ = - ID RS

VGSQ = - 1.61mA x 1kΩ

VGSQ = -1.61 V

Ahora procedemos a encontrar gm

gm = gmo (1−VGSQVP

)

gm = 70.476 mS (1−−1.61V−1.89V

)

gm = 10.44 mS

Encuentro el valor de R

Δv = gm R


R = Δvg m

R = 4

10.44mS

R = 383.14Ω

Pero R = RD // Zi entonces debo despejar RD

R = R D x ziR D+zi

RD = zi x Rzi−R

RD = 2.1kΩ x383.14Ω2.1kΩ x383.14Ω

RD = 468.64Ω

IV. CONCLUCIONES

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