Amplificador emisor comun
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Publicado: 21 de marzo de 2012
Amplificador Emisor Común
a) Etapa amplificadora en emisor común
-Proporciona simultáneamente ganancia de tensión y corriente elevadas.
-La impedancia de entrada tiene un valor medio del orden de kΩ, e independiente de la carga. La impedancia de salida tiene un valor alto, varía con la carga.
-La señal de salida está invertida respecto a la carga, es decir, el desfase a frecuenciasmedias es de 180°.
b) Etapa amplificadora en base común
-Proporciona ganancia de tensión elevada y ganancia de corriente ligeramente inferior a la unidad.
-La impedancia de entrada es muy pequeña y la de salida tiene un valor alto.
-La señal de salida no está invertida respecto a la carga, es decir, el desfase a frecuencias medias es nulo.
c) Etapa amplificadora en colectorcomún
-Proporciona ganancia de tensión ligeramente inferior a la unidad y ganancia de corriente elevada.
-La impedancia de entrada es muy elevada y la de salida tiene un valor bajo.
-La señal de salida no está invertida respecto a la carga, es decir, el desfase a frecuencias medias es nulo.
La elección de una determinada etapa amplificadora vendrá condicionada por las característicasespecificadas en el diseño del amplificador.
Las características que definen el comportamiento de un amplificador frente a señales alternas son la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la ganancia de tensión; conociendo estos parámetros se puede elegir correctamente el amplificador más adecuado para cada aplicación.
Estos parámetros se pueden obtener teóricamente de forma bastanteaproximada; y por otra parte, se pueden medir experimentalmente en el laboratorio. A continuación vamos a explicar ambos métodos.
Obtención del modelo equivalente del amplificador.
Para analizar teóricamente en pequeña señal un amplificador, aplicaremos el teorema de superposición, es decir consideraremos que la señal de entrada esta formada: por una componente continua, que es la que seencarga de alimentar el circuito y llevar el transistor al punto de funcionamiento Q; y por una componente alterna que es la señal que se pretende amplificar.
Por un lado analizaremos en continua para hallar el punto de trabajo, ICQ y VCEQ
Por otro lado analizaremos el circuito resultante de anular los generadores de tensión y las fuentes de corriente de continua; y aplicaremos únicamente ungenerador de señal alterna a la entrada. En este caso no se pueden aplicar algunas de las ecuaciones intrínsecas del transistor, como por ejemplo VBE=0.6 V, puesto que estamos aplicando señales senoidales, es decir señales que tomarán valores positivos y negativos, y en ocasiones cuya amplitud será menor que los 0.6V. No hay que olvidar que en la realidad al transistor se le esta aplicando la sumade la señal continua más la alterna.
Impedancia de entrada. hie=VTIB=26mVIB; siendo IB el valor de la corriente en continua.
Ganancia de corriente: hfe≈β
Admitancia de salida: hoe o su inversa Impedancia de salida: hoe-1≈ro
Si tenemos por ejemplo, un circuito de autopolarización con cuatro resistencias, como el de la figura 10.2, sustituiremos el transistor por su modelo equivalenteen parámetros híbridos y anularemos las fuentes de tensión; de esta forma nos quedará el circuito equivalente en pequeña señal del amplificador de la figura 10.3. Y a este circuito si que le podemos aplicar las leyes de Kirchoff y la ley de Ohm, para hallar los parámetros característicos del amplificador: impedancia de entrada, impedancia de salida y ganancia.
Este circuito debe serequivalente al modelo simplificado del amplificador, compuesto por sus parámetros característicos, los cuales pretendemos hallar, tal como muestra la figura 10.4
Del circuito de la figura 10.3 se pueden deducir las siguientes expresiones:
Vi=ibhie+1+hfeibRE=ib[hie+1+hfeRE]
VO=-hfeibRC
1) Cálculo de la impedancia de entrada.
Ri=Viii=R1∥R2∥hie+1+hfeRE
2) Ganancia de tensión....
a) Etapa amplificadora en emisor común
-Proporciona simultáneamente ganancia de tensión y corriente elevadas.
-La impedancia de entrada tiene un valor medio del orden de kΩ, e independiente de la carga. La impedancia de salida tiene un valor alto, varía con la carga.
-La señal de salida está invertida respecto a la carga, es decir, el desfase a frecuenciasmedias es de 180°.
b) Etapa amplificadora en base común
-Proporciona ganancia de tensión elevada y ganancia de corriente ligeramente inferior a la unidad.
-La impedancia de entrada es muy pequeña y la de salida tiene un valor alto.
-La señal de salida no está invertida respecto a la carga, es decir, el desfase a frecuencias medias es nulo.
c) Etapa amplificadora en colectorcomún
-Proporciona ganancia de tensión ligeramente inferior a la unidad y ganancia de corriente elevada.
-La impedancia de entrada es muy elevada y la de salida tiene un valor bajo.
-La señal de salida no está invertida respecto a la carga, es decir, el desfase a frecuencias medias es nulo.
La elección de una determinada etapa amplificadora vendrá condicionada por las característicasespecificadas en el diseño del amplificador.
Las características que definen el comportamiento de un amplificador frente a señales alternas son la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la ganancia de tensión; conociendo estos parámetros se puede elegir correctamente el amplificador más adecuado para cada aplicación.
Estos parámetros se pueden obtener teóricamente de forma bastanteaproximada; y por otra parte, se pueden medir experimentalmente en el laboratorio. A continuación vamos a explicar ambos métodos.
Obtención del modelo equivalente del amplificador.
Para analizar teóricamente en pequeña señal un amplificador, aplicaremos el teorema de superposición, es decir consideraremos que la señal de entrada esta formada: por una componente continua, que es la que seencarga de alimentar el circuito y llevar el transistor al punto de funcionamiento Q; y por una componente alterna que es la señal que se pretende amplificar.
Por un lado analizaremos en continua para hallar el punto de trabajo, ICQ y VCEQ
Por otro lado analizaremos el circuito resultante de anular los generadores de tensión y las fuentes de corriente de continua; y aplicaremos únicamente ungenerador de señal alterna a la entrada. En este caso no se pueden aplicar algunas de las ecuaciones intrínsecas del transistor, como por ejemplo VBE=0.6 V, puesto que estamos aplicando señales senoidales, es decir señales que tomarán valores positivos y negativos, y en ocasiones cuya amplitud será menor que los 0.6V. No hay que olvidar que en la realidad al transistor se le esta aplicando la sumade la señal continua más la alterna.
Impedancia de entrada. hie=VTIB=26mVIB; siendo IB el valor de la corriente en continua.
Ganancia de corriente: hfe≈β
Admitancia de salida: hoe o su inversa Impedancia de salida: hoe-1≈ro
Si tenemos por ejemplo, un circuito de autopolarización con cuatro resistencias, como el de la figura 10.2, sustituiremos el transistor por su modelo equivalenteen parámetros híbridos y anularemos las fuentes de tensión; de esta forma nos quedará el circuito equivalente en pequeña señal del amplificador de la figura 10.3. Y a este circuito si que le podemos aplicar las leyes de Kirchoff y la ley de Ohm, para hallar los parámetros característicos del amplificador: impedancia de entrada, impedancia de salida y ganancia.
Este circuito debe serequivalente al modelo simplificado del amplificador, compuesto por sus parámetros característicos, los cuales pretendemos hallar, tal como muestra la figura 10.4
Del circuito de la figura 10.3 se pueden deducir las siguientes expresiones:
Vi=ibhie+1+hfeibRE=ib[hie+1+hfeRE]
VO=-hfeibRC
1) Cálculo de la impedancia de entrada.
Ri=Viii=R1∥R2∥hie+1+hfeRE
2) Ganancia de tensión....
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