Capitulo7 Modelaje De Transistores Bipolares

Modelaje de Transistores bipolares

Existen dos modelos que se utilizan con frecuencia en el análisis en ac de pequeña señal de redes transistores: el modelo re y el equivalente hibrido. Aquí se presentara ambos modelos y se definirá el papel de cada uno y la relación que hay entre ambos.
Amplificación en el dominio de AC
La señal senoidal de salida es mayor que la señal de entrada o, dicho, deotra manera la potencia en ac de salida es mayor que, la potencia en ac de entrada.
Es una fortuna que los amplificadores de pequeña señal a transistores puedan considerarse lineales para la mayoría de las aplicaciones permitiéndose el usod e teorema de la superposición para aislar el análisis dc del análisis ac.
Modelaje de Transistores BJT
Un modelo es la combinación de elementos del circuito,seleccionados de forma adecuada, que mejor se aproxima al comportamiento real de un dispositivo semiconductor que esta bajo condiciones especificas de operación.
Hoy en dia, existen dos importantes corrientes de pensamiento respecto al circuito equivalente que sustituirá al transistor. Durante muchos años se apoyaban mucho sobre los parámetros hibridos. El circuito equivalente de parámetroshibridos sigue siendo muy popular aunque ahora debe compartir su utulizacion con un circuito euivalente que se derivo directamente apartir de las condiciones de operación del transistor el modelo re. Los parámetros del modelos re pueden derivarse de manera directa apartir de los parámetros hibridos. Sin embargo el circuito equivalente hibrido se condiciona por estar limitado a un conjunto en particularde condiciones de operación si se debe considerar como preciso. Los parámetros del otro circuito equivalente pueden determinarse para cualquier región de operación dentro de la región activa y no están limitados por el conjunto único de parámetros.
El equivalente de ac de una red se obtiene:
1. Haciendo todas las fuentes de dc de cero y reemplazandolas por un corto circuito equivalente.
2.Reemplzando todos los capacitores por un corto circuito equivalente
3. Eliminando todos los elementos en paralelo con un elemento de devsvio mediante los equivalentes de corto circuito que fueron presentados en los pasos 1 y 2
4. Redibujando la red de manera conveniente y mas lógica.
Los parámetros importantes Zi, Zo, Av, Ai
Impededancia de entrada Zi
Para el lado de la entrada, la impedancia de entradaZi esta definida por la ley de Ohm de la siguiente forma:

Si al señal de entrada de Vi es cambiada, se puede calcular la corriente Ii utilizando el mismo nivel de impedancia de entrada. En otras palabras: para l análisis en pequeña señal, una vez que se da determinado la impedancia de entrada, se puede emplear el mismo valor numérico para los niveles cambiantes de la señal aplicada.
Impedancia desalida Zo
La impedancia de salida naturalmente se define en el conjunto de terminales de salida, pero esta definición es un poco diferente cuando se trata de la impedancia de entrada. Esto es : La impedancia de salidase determina en las terminales de salida viendo hacia atrás al sistema con la señal aplicada a cero.
Para detminar Zo se aplica una señal Vs a las terminales de salida y se mide elnivel de Vo con un osciloscopio o un DMM sensible. Luego se calcula la impedancia de salida de la siguiente manera:




Ganancia de un voltaje Av
Una de las características mas importantes de un amplificador es la ganancia en voltaje en pequeña señal, como se determina mediante:

Para el sistema de la figura no se ha conectado una carga a las terminales de salida y el nivl de ganacia determiandopor la ecuación se refiere como la ganacia de voltaje de sin carga. Esto es :

Para los amplificadores a transistores, la ganancia de voltaje sin carga es mayor que la ganancia de voltaje con carga.
Para la figura anterior que tiene uan resistencia de fuente Rs el nivel de Vi debería determinarse primero utilizando la regla del divisor de voltaje antes de calcular la ganancia Vo/Vs.
Ganancia en...