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DISEÑO DE TRANSISTORES PARA UNA RESPUESTA DE
FRECUENCIA DADA (BAJA FRECUENCIA)
1.- Objetivos.
Calcular los componentes para determinar la respuesta de frecuencia en una frecuencia dada con un transistor bipolar.
Estudiar los factores que contribuyen a la respuesta de baja frecuencia de un amplificador común emisor.

1.1Marco teórico:
1.2.-INTRODUCCIÓN.
El análisis de amplificadoreshecho hasta ahora ha estado limitado en un rango de frecuencias, que normalmente permite ignorar los efectos de los elementos capacitivos, considerando únicamente elementos resistivos y fuentes. En este tema se estudia los efectos en frecuencia introducidos por condensadores de gran valor, generalmente externos, que limitan la frecuencia baja de operación del amplificador, y condensadores internos alos dispositivos activos que limitan su comportamiento en alta frecuencia.
Generalmente, el análisis en frecuencia de un amplificador se realiza sobre un rango muy variable de valores de frecuencia. Para facilitar su caracterización se utiliza escalas logarítmicas en términos de decibelio. Inicialmente, el decibelio tuvo su origen para establecer una relación entre potencia y niveles de audio enescala logarítmica.
La definición de bel, cuyo nombre se debe a Alexander Graham Bell, relativa a dos niveles de potencia P1 y P2
El bel es una unidad demasiado grande y para aplicaciones prácticas se utiliza el término decibelio (dB) definido como 1dB=0.1bel o

Existe una segunda definición del decibelio aplicada más frecuentemente queopera sobre tensiones en vez de potencias. Si consideramos la potencia disipada por una resistencia, Pi=(Vi)2/Ri, entonces sustituyendo en 3.2, se obtiene

1.3.- Análisis de baja frecuencia: Diagrama de Bode
En la región de baja frecuencia, los condensadores externos de acoplo y desacoplo fijan la frecuencia de corte inferior. Los modelos que se utilizan para determinar esta ƒL están basados enel análisis de redes RC. En la red RC es fácil observar que el condensador se comporta como un cortocircuito a frecuencias muy altas y un circuito abierto a frecuencias muy bajas. En general, la relación entre la tensión de salida y entrada se expresa como

La magnitud de la relación es

La frecuencia de corte inferior, ƒL, se define como a la frecuencia a la cual |Av| decae en 1/raíz de 2, esdecir,

En términos de decibelios sería equivalente a:

Es decir, ƒL se define como la frecuencia a la cual decae en 3 dB la ganancia del circuito respecto a la ganancia a frecuencias medias (Av=1).

La magnitud y fase de esta expresión compleja es

Desarrollando la expresión de la magnitud en términos de dB se obtiene

Para frecuencias bajas en donde ƒ >1) entonces la anteriorexpresión se reduce a

1.4.-Respuesta a baja frecuencia de amplificadores básicos
La red RC analizada en el apartado anterior constituye una buena base para extender los conceptos establecidos al caso de amplificadores con condensadores externos de acoplo y desacoplo. Cuando se analiza los efectos de un condensador para determinar la ƒL de un amplificador, las reactancias del resto de los condensadoresson muy bajas, prácticamente un cortocircuito, en comparación con las impedancias del circuito.
Bajo esta hipótesis, se puede deducir una ecuación basada en el principio de superposición en la cual la ƒL se obtiene analizando la aportación individual de cada uno de los condensadores supuesto el resto de los condensadores externos en cortocircuito. La expresión de la frecuencia de corte de unamplificador es:

Donde Ci es un condensador externo y Rio la resistencia vista a través de los terminales de este condensador, supuesto el resto de condensadores externos en cortocircuito. Una justificación intuitiva se podría obtener analizando una red RC con múltiples condensadores y bajo la hipótesis de polo dominante, a esta red resultaría

Siendo ƒLi la aportación individual del...