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Diseo de amplificadores con transistores bipolares de uninEnviado por wlozano

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Indice 1. Anlisis de redes de dos puertos 2. Aplicaciones de los amplificadores con transistores 3. Acoplamiento de amplificadores 4. Divisor de fase 1. Anlisis de redes de dos puertos Frmula de ganancia de impedancia Se deriva una relacin importante entre las cantidades de ca de ganancia de tensin, Av, y de ganancia de corriente, Ai. La formula de tensin se define como

y la ganancia de corriente como

La ecuacin (3.1) se llama formula de ganancia de impedancia y se utiliza a lo largo de este texto. Parmetros hbridos En un sistema de cuatro terminales existen cuatro variables de circuito: la tensin y la corriente de entrada, y la tensin y corriente de salida. Estas cuatro variables se pueden relacionar por medio de algunas ecuaciones, dependiendo de cuales variables se consideren independientes y cuales dependientes. El par de ecuaciones de parmetros hbridos (parmetros h) (y su circuito equivalente) se utiliza a menudo para anlisis de circuitos con BJT. Cuando se utilizan los parmetros h para describir una red de transistores, el par de ecuaciones se escribe como sigue: Donde los parmetros h se definen como: hi = h11 = resistencia de entrada del transistor hr = h12 = ganancia de tensin inversa del transistor hf = h21 = ganancia directa de corriente del transistor h0 = h22 = conductancia de salida del transistor Cuando los parmetros h se aplican a redes de transistores, toman un significado prctico en relacin con el desempeo del transistor. Cuando los parmetros de entrada y de salida se igualan en forma individual a cero, cada parmetro hbrido representa ya sea una resistencia, una conductancia , una razn de dos tensiones o una razn de dos corrientes. Es muy til cd contar con alguna forma de distinguir entre las tres configuraciones, es decir, EC, CC y BC. Se aade un segundo subndice a cada parmetro hbrido para proporcionar esta distincin. Por ejemplo, un circuito en EC suele tener hi en el circuito de base, y se cambia a hie. De manera similar para BC, hi se cambia por hib, y para CC, se cambia a hic. Los tres valores se relacionan entre s como sigue

El valor real de es funcin del punto de operacin (ICQ) del transistor es. En la porcin plana de la curva de iC contra vCE con iB constante, el cambio en es pequeo. Conforme el transistor se aproxima a la saturacin, empieza a caer. A medida que el transistor se aproxima a corte, tambin se

ecuaciones para hie y hib, que muestran la dependencia de estos parmetros respecto a la ubicacin del punto de operacin.

La ecuacin anterior es til para estimar el valor de hib. Parmetros en EC Las ecuaciones que definen los parmetros de amplificacin en ca se resumen en la tabla 3.1 y se derivan en las siguientes secciones. Obsrvese que la tabla proporciona dos ecuaciones de definicin para cada parmetro. Estas se denominan como forma larga y forma corta. La ecuacin en forma corta es una versin simplificada de la ecuacin en forma larga y se deriva haciendo suposiciones acerca de los tamaos relativos de algunos de los parmetros. Se anotan suposiciones necesarias conforme se deriva cada ecuacin; las suposiciones se encuentran en la tabla. Resistencia de entrada, Ren Se utiliza el circuito de parmetros hbridos para derivar la ecuacin de la resistencia de entrada para cada tipo de configuracin del amplificador. En circuito equivalente de la figura 3.5 (b) se utiliza para derivar la resistencia de entrada, Ren. En general, b es bastante grande para aproximar 1 + b como b . La corriente en RE es, por tanto, aproximadamente igual a b ib.

(3.10) Si RB es despreciable comparada con b RE, la ecuacin (3.10) se puede simplificar ms hacia la forma. Ganancia de tensin, Av La relacin de divisin de corriente aplicada a la salida de la figura 3.5(b) da

El signo negativo resulta de la direccin opuesta de b ib con respecto a iL. Entonces

(3.12) Ganancia de corriente, Ai La ganancia de corriente se encuentra a partir de la formula de ganancia de impedancia, ecuacin (3.1). Resistencia de salida, R0 La fuente de corriente ideal exhibe una impedancia infinita, ya que se mide la resistencia de salida como la entrada en circuito abierto (es decir, ib = 0). La resistencia de salida para el transistor EC es entonces

Por lo general, el parmetro hoe es bastante pequeo como para ser despreciado en los clculos, de modo que la magnitud de la resistencia de salida del transistor se vuelve infinita. Alinealidades de los BJT En la seccin 2.4.2 se vio que un transistor opera en forma lineal excepto en las regiones de corte y saturacin. La operacin en estas regiones o cerca de ellas provoca una reproduccin distorsionada de la seal de entrada. Por tanto, se deben evitar las regiones sombreadas. Parmetros para el amplificador CC (ES) Resistencia de entrada, Ren El circuito ES (emisor-seguidor) se muestra en la figura 3.10. Como antes, C1 y C2 se consideran cortocircuitos para frecuencias medias. Ren = RB Ganancia de tensin, Av La ganancia de tensin esta dada por Si hib es pequea comparada con RE RL, como es comn, se obtiene la expresin en forma corta Av = 1 Ganancia de corriente, Ai Como Ai = RB/RL Resistencia de salida, R0 La resistencia de salida depende de los parmetros de entrada Rs y RB, a diferencia del resultado para el amplificador EC, donde R0 depende solo de RC. Parmetros para el amplificador BC El circuito BC se dibuja a menudo con orientacin horizontal, como se ve en la figura 3.12(a). Sin embargo, el circuito es ms fcil de entender cuando se dibuja como la figura 3.12(b). De esta configuracin, es fcil ver que la polarizacin es idntica a la del amplificador EC.

Resistencia de entrada, Ren La ecuacin en forma larga para Ren se deriva en seguida. La corriente en Ren es ien + (1+b )ib.

(3.25) La ecuacin en forma corta se obtiene suponiendo que hib