Emisor Comun Con Fuente De Corriente y Carga Activa
Páginas: 6 (1362 palabras)
Publicado: 5 de septiembre de 2011
OBJETIVO
• Comparar resultados del circuito con carga pasiva, activa y fuente de corriente para comprobar sus ventajas y desventajas en tanto a ganancia de voltaje y corriente
• Determinar su comportamiento en cada circuito
• Comprobar funcionalidad en cada circuito de polarización.
MARCO TEORICO
Polarizacion
La polarizacion de un transistor es laresponsable de establecer las corrientes y tensiones que fijan el punto de trabajo en la región lineal. Al aplicar una señal alterna a la entrada, el punto de trabajo se desplaza y amplifica esa señal.
El análisis del comportamiento del transistor en amplificación se simplifica enormemente cuando se utiliza el llamado modelo de pequeña señal obtenido a partir del análisis del transistor a pequeñasvariaciones de tensiones y corrientes y sus terminales. Bajo adecuadas condiciones el transistor puede ser modelado a través de un circuito lineal, este modelo es llamado modelo incremental.
Entre los muchos modelos utilizados se encuentra el modelo hibrido; en un amplificador de transistores bipolares aparecen dos tipos de corrientes y tensiones: continúa y alterna. La componente DC polariza eltransistor y ubica el punto Q en la región de trabajo apropiada en la región lineal. Este punto Q esta definido por tres parámetros: [pic]. La componente AC, generalmente de pequeña señal, introduce pequeñas variaciones en las corrientes y tensiones en los terminales del transistor alrededor del punto Q. Por consiguiente, si se aplica el principio de superposición, las [pic] del transistor tienendos componentes: una continua y otra alterna, de forma que:
[pic]
donde [pic] son componentes DC, e [pic] son componentes en alterna, verificando que [pic][pic].
[pic]
[pic]
Fuentes de corriente con cargas activas
Las fuentes de corriente son ampliamente utilizadas en circuitos integrados como elementos de polarizacion y como cargas activas en etapas amplificadoras. Estasfuentes en polarizacion resultan más insensibles a variaciones de las tensiones de polarizacion y de la temperatura y son más económicas que los elementos resistivos en términos de área de ocupación, especialmente cuando las corrientes son bajas. Las fuentes de corriente como cargas activas proporcionan resistencias incrementales de alto valor resultando etapas amplificadoras con elevada ganancia. Lasfuentes de corriente eliminan los efectos de Rc: esta resistencia ocupa mucha área y tiene una caída de tensión muy elevada que complicaría la polarizacion del transistor.
La forma mas simple de una fuente de corriente es la basada en un espejo de corriente. El espejo de corriente constituido por una asociación de dos transistores idénticos que tienen la misma tensión Vbe tal como se muestra enla figura a). El transistor Q1 esta operando en modo diodo (colector y base cortocircuitadas) y por ello en numerosas ocasiones se puede ver representado según el esquema de la figura b). Ambos circuito se comportan como una fuente de corriente de valor Io.
[pic]
Para el análisis de esta fuente de corriente es preciso utilizar la ecuación de Ebers-Moll simplificada de un transistor enregión lineal que relaciona la Ic con la tensión Vbe, de manera que:
[pic]
En un espejo de corriente las tensiones Vbe de Q1 y Q2 son iguales y, al ser transistores idénticos, [pic]. Por consiguiente, la ecuación de Ebers-Moll indica que ambas intensidades de colector deben ser iguales [pic]: la corriente del colector de ambos transistores es la misma de forma que si varia la corriente de uno deellos se tiene el reflejo en el otro. En la base de estos transistores se verifica que
[pic]
Y como la corriente de colector es idéntica en ambos transistores y dado que operan en la región lineal se puede despejar [pic] de la ecuación y tenemos
[pic]
siendo
[pic]
En el caso de que [pic], la ecuación de [pic] se reduce a:
[pic]
La anterior ecuación se cumple siempre...
• Comparar resultados del circuito con carga pasiva, activa y fuente de corriente para comprobar sus ventajas y desventajas en tanto a ganancia de voltaje y corriente
• Determinar su comportamiento en cada circuito
• Comprobar funcionalidad en cada circuito de polarización.
MARCO TEORICO
Polarizacion
La polarizacion de un transistor es laresponsable de establecer las corrientes y tensiones que fijan el punto de trabajo en la región lineal. Al aplicar una señal alterna a la entrada, el punto de trabajo se desplaza y amplifica esa señal.
El análisis del comportamiento del transistor en amplificación se simplifica enormemente cuando se utiliza el llamado modelo de pequeña señal obtenido a partir del análisis del transistor a pequeñasvariaciones de tensiones y corrientes y sus terminales. Bajo adecuadas condiciones el transistor puede ser modelado a través de un circuito lineal, este modelo es llamado modelo incremental.
Entre los muchos modelos utilizados se encuentra el modelo hibrido; en un amplificador de transistores bipolares aparecen dos tipos de corrientes y tensiones: continúa y alterna. La componente DC polariza eltransistor y ubica el punto Q en la región de trabajo apropiada en la región lineal. Este punto Q esta definido por tres parámetros: [pic]. La componente AC, generalmente de pequeña señal, introduce pequeñas variaciones en las corrientes y tensiones en los terminales del transistor alrededor del punto Q. Por consiguiente, si se aplica el principio de superposición, las [pic] del transistor tienendos componentes: una continua y otra alterna, de forma que:
[pic]
donde [pic] son componentes DC, e [pic] son componentes en alterna, verificando que [pic][pic].
[pic]
[pic]
Fuentes de corriente con cargas activas
Las fuentes de corriente son ampliamente utilizadas en circuitos integrados como elementos de polarizacion y como cargas activas en etapas amplificadoras. Estasfuentes en polarizacion resultan más insensibles a variaciones de las tensiones de polarizacion y de la temperatura y son más económicas que los elementos resistivos en términos de área de ocupación, especialmente cuando las corrientes son bajas. Las fuentes de corriente como cargas activas proporcionan resistencias incrementales de alto valor resultando etapas amplificadoras con elevada ganancia. Lasfuentes de corriente eliminan los efectos de Rc: esta resistencia ocupa mucha área y tiene una caída de tensión muy elevada que complicaría la polarizacion del transistor.
La forma mas simple de una fuente de corriente es la basada en un espejo de corriente. El espejo de corriente constituido por una asociación de dos transistores idénticos que tienen la misma tensión Vbe tal como se muestra enla figura a). El transistor Q1 esta operando en modo diodo (colector y base cortocircuitadas) y por ello en numerosas ocasiones se puede ver representado según el esquema de la figura b). Ambos circuito se comportan como una fuente de corriente de valor Io.
[pic]
Para el análisis de esta fuente de corriente es preciso utilizar la ecuación de Ebers-Moll simplificada de un transistor enregión lineal que relaciona la Ic con la tensión Vbe, de manera que:
[pic]
En un espejo de corriente las tensiones Vbe de Q1 y Q2 son iguales y, al ser transistores idénticos, [pic]. Por consiguiente, la ecuación de Ebers-Moll indica que ambas intensidades de colector deben ser iguales [pic]: la corriente del colector de ambos transistores es la misma de forma que si varia la corriente de uno deellos se tiene el reflejo en el otro. En la base de estos transistores se verifica que
[pic]
Y como la corriente de colector es idéntica en ambos transistores y dado que operan en la región lineal se puede despejar [pic] de la ecuación y tenemos
[pic]
siendo
[pic]
En el caso de que [pic], la ecuación de [pic] se reduce a:
[pic]
La anterior ecuación se cumple siempre...
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