Configuraciones de circuitos con acoplamiento directo

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LABORATORIO DE ELECTRONICA ANALOGICA AVANZADA

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA
UNIDAD AZCAPOTZALCO.
ACOPLAMIENTO DIRECTO.

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Fuente De Corriente Sencilla

Una fuente de corriente es un circuito de acoplamiento directo que suministra una corriente constante a una carga. Son utilizadas básicamente para circuitería integrada como elementos de polarización y comocargas.

Analisis Para DC
IR =IC2+ I
I= IB1+ IB2= 2IB
IR= IO
IR= IC2= IE2
I 0= IC1=IE1
Si Q1= Q2
VBE1= VBE2
β0= β1= β2
IR= IC2+ 2IB
IR= β2 IB+ 2IB
IR= IB (2+ β0)
IR= I0β (2+ β0)
IR= I0 ( 2β+ 1)
Por lo tanto:
I0= IR1+2β
Análisis Para AC

Por el método de paralelos aparentes
Z0= r01+ RE1 [ rπ1 1+ μ0+ Za]RE1+rπ1+Za= r01+βr01 ≈βr01
Za=1gm2+ RE2// RR

Par DarlingtonUn par Darlington en un dispositivo semiconductor que combina dos transistores bipolares en un tándem en un único dispositivo. Entre sus principales características están el tener una alta escala de integración, una buena respuesta a bajas frecuencias, es propicio para etapas de salida ya que tiene una alta ganancia de corriente, tiene una baja impedancia de salida y una alta impedancia a laentrada, lo que no demanda corriente a las etapas previas, en altas frecuencias tiene un comportamiento inestable. También tiene un mayor desplazamiento de fase en altas frecuencias que un único transistor, de ahí que pueda convertirse fácilmente en inestable.
El par Darlington no puede trabajar con los transistores FET’s debido a que estos trabajan polarizándose con corriente, y el par Darlingtonnecesita ser polarizado con voltaje. De igual manera, un FET puede no resultar útil debido a que no puede ofrecer el factor de amplificación requerido.
Análisis en Corriente directa DC

En este caso, consideramos transistores idénticos y tenemos:
β1= β2=β0≫1
Análisis por corriente:
IB=IB1
IC=IC1+ IC2
IE=IE2
IC1=IE1+ IB2
Para obtener βeq:
β=ICIB
IC=IC1+IC2=IC1+βIB2
IC=IC1+βIC1IC=βIB1+ββIB1
IC= βIB11+β
IC=βeqIB
βeq=βIB1+βIB=β1+β=β2
Análisis por voltaje:
VCE=VCB1
VBE=VBE1+VBE2
VCE1=VCB2
Esta es una condición importante para el funcionamiento del Par Darlington, ya que el primer transistor nunca se saturara.
Análisis en corriente alterna AC
Pequeña señal.

Sustituyendo al Par Darlington por un solo transistor equivalente y encontrando los parámetros rπeq, roeq,gmeq.

Sabemos que:
VT=25.6mV a 25°C=VT1=VT2

VA=100 V (voltaje de Early)
VA=VA1=VA2
VBEeq=VBE1+VBE2
iC2=βiC1
iC1=iC2β
iC2=gm2*VBE2
gmeq=∂iC∂Vbe=iC1+iC22VBE2=iC2β+iC22VBE2=iC21+1β2VBE2
gmeq=iC22VBE2=gm22
Aplicando transformación de fuentes, se obtiene:
μ01=gm1ro1
μ02=gm2ro2
roeq
rpieq

Obteniendo por análisis de mallas rπeq para cuando RL=0 y RL=∞

RL=0rπeq=rπ1+rπ2ro11+βrπ2+ro1≈rπ1+rπ2ro1βrπ2ro1
rπeq=rπ1+rπ1ro1rπ2+ro1≈rπ1+rπ1ro1ro1=2rπ1
RL=∞
rπeq=rπ1+rπ2∥ro1+ro2
rπeq=rπ1+rπ2ro11+β+ro2rπ21+μ+ro1+ro2
rπeq≈rπ1+rπ1βro1+ro2rπ2βro2+ro1+ro2
rπeq≈rπ1+rπ1ro1+ro1βrπ1β2ro1
rπeq≈rπ1+rπ1ro11+1β22ro1
rπeq≈rπ1+rπ12=32rπ1
Obteniendo roeq:
roeq=ro2∥ro1+rπ2∥rπ1+Rs
Aplicando paralelos aparentes
roeq=ro2ro1+rπ2rπ11+μ+Rsrπ2+rπ1+Rsro21+β+ro1+rπ2rπ11+μ+Rsrπ2+rπ1+Rsroeq≈ro22ro13ro1=23ro2
Respuesta en frecuencia
Teniendo el modelo a señal pequeña, tenemos los capacitores internos de ambos transistores:

La señal entra por el capacitor, donde se hace un filtro paso altas, Cπ1 rπ1, y se fija la frecuencia de corte baja, en el segundo transistor vemos que entra por la resistencia, asi que nos da un filtro pasa bajas, el cual nos da la frecuencia de corte alta.

ParCascodo

Circuito [ 1 ]
Fuente Común Base común
Ganancia de corriente Ganancia en voltaje

Este circuito tiene como características:
* Alta ganancia en voltaje
* Alta ganancia en corriente
* Alta impedancia de entrada
* Alta impedancia de...
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