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15/01/2015 1 AMPLIFICADORES CON BJT INTRODUCCIÓN

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AMPLIFICADORES CON BJT

INTRODUCCIÓN

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CONCEPTOS BASICOS SOBRE AMPLIFICADORES

Red de Dos Puertos

RoZoZTH ==

iVAE VNLTH =

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Circuito Equivalente de la Red de DosPuertos

Input Impedance, Zi: Zi = Ri

Output Impedance, Zo: Zo = Ro

FUENTES DE ALIMENTACION YRENDIMIENTO

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Efectos de la Resistencia de Carga en laGanancia de Voltaje

VNLoL

LA

RR

R

Vi

VoAv

+==

VNLoL

LA

RR

R

Vi

VoAv

+==

Efectos de la Resistencia de Carga en laGanancia de Corriente

Ri

Vi

Zi

ViIi ==

LR

VoIo −=

LR

ZiAvAi −=

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5

Efectos de la Resistencia de Salida dela Fuente de Señal en la Ganancia de

Voltaje

VNLs ARsRi

Ri

Vs

VoAv

+==

Efectos de la Resistencia de Salida de laFuente de Señal en la Ganancia de

Corriente

RiRs

VsIi

+=

LR

VoIo −=

Ai= -Av((Rs +Ri)/RL)

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Efecto Combinado de Rs y RL en laGanancia de voltaje

VNLoL

L

si

is A

RR

R

RR

R

Vs

VoAv

++==

CIRCUITO EQUIVALENTE EN PEQUEÑA SEÑAL PARA BJT

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PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CIRCUITOEQUIVALENTE EN PEQUEÑA SEÑAL

1. Determinar el punto Q con la polarización encontinua (se abren todos los condensadores).

2. Obtener los parametros en pequeña señal rpi ygm 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 paradeterminar la variables deseadas.

Amplificador Monoetapa

0

AMPLIFICADOR

Re1k

Vcc=10

R1180k

0

Rc1k

Q2N2222

Ce

10u

R2150k

Cl

10u

VsRL

80

Cs

10u

Rs

1k

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CE – Voltage-Divider Bias Configuration

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re Model

You still need to determine β, re, and ro.

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Impedance Calculations

Input Impedance:[Formula 8.10][Formula 8.11]

Output Impedance:[Formula 8.12][Formula 8.13]

21

2121

RR

RRR||RR

+==′

er||RZi Β′=

oC r||RZo=

CC 10RroRZo ≥≅

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Gain Calculations

Voltage Gain (Av):[Formula 8.14]

[Formula 8.15]

Current Gain (Ai):[Formula 8.16]

[Formula 8.17]

[Formula 8.18]

Current Gain from Voltage Gain:

[Formula 8.19]

e

oC

r

r||R

Vi

VoAv

−==

Ce

C

10Rror

R

Vi

VoAv ≥−≅=

)rR)(R(r

rR

Ii

IoAi

eCo

o

Β+′+′Β==

Ce 10RrorR

R

Ii

IoAi ≥Β+′

′Β≅=

re10R10RC,roIi

IoAi ≥′≥Β≅=

CR

ZiAvAi −=

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Phase Relationship

A CE amplifier configuration will always have a phase relationship between input andoutput is 180 degrees. This is independent of the DC bias.

RL100kRe

1k

Rc6.8k

R156k

AMPLIFICADOR

00

0

0

Vcc

C1

10u Vcc12V

C2

10u

Vcc

FIG 1

R28.2k

Q2N2222V1FREQ = 1k

VOFF = 0VAMPL = 100mv

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EJERCICIOS E.C

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Emitter-Follower Configuration

You may recognize this as the Common-Collector configuration. Indeed they are the samecircuit.Note the input is on the base and the output is from the emitter.

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re Model

You still need to determine β, re, and ro.

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Impedance Calculations

Input Impedance:[Formula 8.37][Formula 8.38][Formula 8.39][Formula 8.40]

Zb||RZi B=Ee 1)R(rZb +Β+Β=

)R(rZb Ee+Β≅ERZb Β≅

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Impedance Calculations (cont’d)

Output Impedance:

[Formula 8.42][Formula 8.43]

eE r||RZo =

eEe rRrZo >>≅

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Gain Calculations

Voltage Gain (Av):[Formula 8.44]

[Formula 8.45]

Current Gain (Ai):[Formula 8.46]

Current Gain from Voltage Gain:

[Formula 8.47]

eE

E

rR

R

Vi

VoAv

+==

EeEeE RrR,rR1Vi

VoAv ≅+>>≅=

ZbR

RAi

B

B

+Β−≅

ER

ZiAvAi −=

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Phase Relationship

A CC amplifier or Emitter Follower configuration has no phase shift between input andoutput.

EJERCICIOSB=225

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EJERCICIOS

B=150

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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 outputimpedance with a current gain less than 1 and a very high voltage gain.

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re Model

You will need to determine α and re.

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Impedance Calculations

Input Impedance:[Formula 8.54]

Output Impedance:[Formula 8.55]

eE r||RZi =

CRZo =

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Gain Calculations

Voltage Gain (Av):

[Formula 8.56]

Current Gain (Ai):

[Formula 8.57]

e

C

e

C

r

R

r

R

Vi

VoAv ≅==

1Ii

IoAi −≅−==

Phase Relationship

A CB amplifier configuration has no phase shift between input and output.

Slide 29

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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.

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Summary Table

Slide 46b

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Summary Table

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Amplificador MultietapaVcc= 15B=100

MULTIETAPA HAMBLEYVCC=15 V.

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Corrimiento de Nivel Dc en Circuitoscon BJTs

R21.5k

R34.7k

R41.4k

Q3

Vout

Q2

0

Q1Vg

R16.2k

VEE=-10v

D1Vz=7.3v

1

2

0 R510k

VCC=10V

Rg

1k

Amplificador en cascada acoplado concapacitores

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Desplazamiento de Nivel de DC conDiodo Zener

Desplazamiento de Nivel de DC conTransistores complementarios

VEE=-10v

D1Vz=8.5V

1

2

VCC=10V

Q1

0

Q4Vout

R16.2k

R34.7k

R41.4k

Rg1k

R21.5k

Q3

Vg

R510k

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Multietapa BiFET

Polarización Multietapa BiFET

BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS

NAME Q_Q1 Q_Q2MODEL Q2N3904 Q2N3904IB 1.09E-05 1.36E-05IC 1.61E-03 2.15E-03VBE 6.77E-01 6.84E-01VBC -4.31E+00 -7.17E+00VCE 4.98E+00 7.86E+00BETADC 1.48E+02 1.58E+02GM 6.10E-02 8.08E-02RPI 2.74E+03 2.19E+03RX 1.00E+01 1.00E+01RO 4.86E+04 3.78E+04CBE 2.49E-11 3.09E-11CBC 2.02E-12 1.76E-12CJS 0.00E+00 0.00E+00BETAAC 1.67E+02 1.77E+02CBX/CBX2 0.00E+00 0.00E+00FT/FT2 3.61E+08 3.94E+08

MOSFETSNAME M_M1MODEL MbreaknID 5.32E-03VGS -1.06E+00VDS 1.06E+01VBS 0.00E+00VTH -2.00E+00VDSAT 9.36E-01Lin0/Sat1 -1.00E+00if -1.00E+00ir -1.00E+00TAU -1.00E+00GM 1.14E-02GDS 8.77E-05GMB 0.00E+00CBD 0.00E+00CBS 0.00E+00CGSOV 0.00E+00CGDOV 0.00E+00CGBOV 0.00E+00CGS 0.00E+00CGD 0.00E+00CGB 0.00E+00