Amplificador en cascada

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Amplificador en Cascada
OBJETIVO:
El alumno aprenderá una forma sencilla para obtener una amplificación de ganancia de voltaje, por medio de la conexión de los amplificadores en cascada.
AMPLIFICADOR EN CASCADA FET
 
 
Una conexión popular entre etapas de amplificador es la conexión en cascada. Básicamente una conexión en cascada es aquella en la cual la salida de una etapa se conecta ala entrada de la segunda etapa.
La figura 7.1muestra una conexiónen cascada de dos etapas de amplificador a FET. La conexión en cascada proporciona una multiplicación de la ganancia en cada una de las etapas para tener una mayor ganancia en total.
La ganancia total del amplificador en cascada es el producto de las ganancias de las etapasAv1 yAv2.
 
 
En este caso:

Figura 7.1Amplificador FET en cascada.
La impedancia de entrada (Zi) del amplificador en cascada es la de la etapa 1:


mientras la impedancia de salida (Zo) es la de la etapa 2:

La función principal de las etapas en cascada es conseguir la mayor ganancia total. Puesto que la polarización de cd y los cálculos de ca para un amplificador en cascada se siguen de aquellos deducidos para las etapasindividuales, un ejemplo demostrará los diversos cálculos para determinar la polarización de cd y la operación de ca.
EJEMPLO 1
 
 
Calcule la polarización de cd, la ganancia de voltaje, la impedancia de entrada, la impedancia de salida y el voltaje de salida resultante para el amplificador en cascada ilustrado en la figura 7.2. Calcule el voltaje en la carga si una carga de 10kse conecta através de la salida.

Figura 7.2 Amplificador en cascada con FET.
Solución:
Ambas etapas de amplificador tienen la misma polarización de cd. Haciendo uso de las técnicas de polarización de cd (vistas en las prácticas 5 y 6), obtendremos como resultado
VGSQ= -1.9 V,IDQ = 2.8 mA
Ambos transistores tienen:


y el punto de polarización de cd:

La ganancia de voltaje para cadaetapa es entonces:

La ganancia de voltaje del amplificador en cascada es entonces:

El voltaje de salida será de:

La impedancia de entrada del amplificador en cascada es:

La impedancia de salida del amplificador en cascada (suponiendo que rd = es de:

Elvoltaje de salida a través de una carga de 10 Kseria entonces de:


AMPLIFICADOR EN CASCADA BJT
 
 
Unamplificador en cascada con acoplamiento RC construido utilizando BJT se ilustra en la figura 7.3. Como antes, la ventaja de las etapas en cascada es la mayor ganancia total de voltaje.
 
 

Figura 7.3 Amplificador BJT en cascada ( acoplamiento RC ).
La impedancia de entrada del amplificador es la de la etapa 1:

y la impedancia de salida del amplificador es la de la etapa 2:

El siguienteejemplo muestra el análisis de un amplificador BJT en cascada exhibiendo la gran ganancia de voltaje conseguida.
EJEMPLO 2
 
 
Calcule la ganancia de voltaje, voltaje de salida, impedancia de entrada e impedancia de salida para el amplificador BJT en cascada de la figura 7.4. Calcule el voltaje de salida resultante si una carga de 10 kse conecta a la salida.
 
 

Figura 7.4.Amplificador BJT con acoplamiento RC.
Solución
El análisis de polarización de cd resulta en:

VB = 4.8 V,VE = 4.1 V,VC = 11 V,IC = 4.1 mA
En el punto de polarización:

La ganancia de voltaje de la etapa 1 es por consiguiente:

mientras que la ganancia de voltaje de la etapa 2 es:


para una ganancia de voltaje total de:

El voltaje de salida es entonces:

La impedancia de entradadel amplificador es:

mientras que la impedancia de salida del amplificador es:

Si se conecta una carga de 10 ka la salida del amplificador, el voltaje resultante a través de la carga es:


Una combinación de etapas BJT y FET también puede utilizarse para proporcionar una alta ganancia de voltaje y una alta impedancia de entrada.
Red R-2R

Resistencia equivalente
Una red...
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