mecatronica

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Ampli…cadores Multietapa
R. Carrillo, J.I. Huircan
Abstract— Los ampli…cadores multieetapa son circuitos
electrónicos formados por varios transistores (BJT o FET),
que pueden ser acoplados en forma directa o mediante capacitores. Las con…guraciones clásicas son el par Darlington
(alta impedancia de entrada e incremento de la gnancia de
corriente), el par diferencial (Relación derechazo en modo
común elevada), el ampli…cador cascode (alta impedancia
de salida). Todas estas etapas ampli…cadoras pueden ser
integradas y encapsuladas en un chip semiconductor llamado Circuito Integrado (CI). En el CI las polarización de
las etapas se hace usando fuentes de corriente, debido a la
mayor facilidad de construcción (a través de transistores).
La combinación de distintas tecnologíaspermitirá mejorar
la prestación de los sistemas diseñados.
Index Terms— Ampli…cadores, Multietapas, BiCmos

Vcc

Vcc

RC

R1

Q1

v
i

RC

Q2
vo

R2

RE
1

RE

RB

V
BB

Q1

Vcc

Q2

RE
1

2

RE

2

(b)

(a)

Fig. 2. Transistores acoplados directamente.

I. Introduction
Un ampli…cador se describe un circuito capaz de procesar
las señales deacuerdo a la naturaleza de su aplicación. El
ampli…cador sabrá extraer la información de toda señal, de
tal manera que permita mantener o mejorar la prestación
del sistema que genera la señal (sensor o transductor usado
para la aplicación).
Se llama ampli…cador multietapa a los circuitos o sistemas que tienen múltiples transistores y además pueden
ser conectadas entre sí para mejorar susrespuestas tanto
en ganancia, Zin , Zout o ancho de banda. La aplicaciones
pueden ser tanto de cc como de ca.

El acoplamiento establece la forma en la cual se conectan
las distintas etapas ampli…cadores, dependiendo de la naturaleza de la aplicación y las características de respuesta
que se desean. Existen distintos tipos de acoplamiento:
Acoplamiento directo, capacitivo y por transformador.Vcc
Etapa

Etapa

1

Acopl.

2

Etapa
Acopl.

Así
IB2 =

VCC

VBE2 IC1 RC
IC
= 2
( + 1) RE2

v
o

3
RL

Fig. 1. Acoplamiento.

A. Acoplamiento directo
Las etapas se conectan en forma directa, es permite una
ampli…cación tanto de la componente de señal como de la
componente continua del circuito. Se dice que los circuitos
de cc se acoplan directamente. La Fig.2 muestra una
aplicación de acoplamiento directo.
En corriente continua se tiene
UFRO. DIE. Material preparado para la asignatura de Circuitos
Electrónicos I. Ver 3.5.

(3)

Dado que la malla de entrada será
+1

VBB = IB1 RB + VBE1 + IC1

II. Tipos de acoplamiento

v
i

RC (IB2 + IC1 ) + VBE2 + IE2 RE2 = VCC
(1)
IE2 = IB2 ( + 1) (2)

RE1

(4)

Entonces
IC1 =

VBB
RB+ VBE1 +

+1

(5)
RE1

De esta forma se determinan VCEQ1 y VCEQ2 . Note que
al hacer análisis en cc, los efectos de la polarización de una
etapa afectan a la otra.
Por otro lado, realizando el analisis en ca se tiene
vo = (1 + hf e ) ib2 RE2
(hf e ib1 + ib2 ) RC = ib2 hie + vo
vi = ib1 (hie + (1 + hf e ) RE1 )

(6)
(7)
(8)

De esta forma despejando ib2 de (7) y reemplazando en(6)

vo = (1 + hf e )

hf e ib1 RC vo
RE2
(hie + RC )
hf e RC RE2 (1 + hf e )

vo
=
vi
(hie + RC ) 1 +

(1+hf e )
(hie +RC ) RE2

(hie + (1 + hf e ) RE1 )

El efecto de los elementos de la primera y segunda etapa
están presentes en la ganancia del sistema.

2

B. Acoplamiento capacitivo
El acoplamiento capacitivo o por condensador se usa
para interconectar distintasetapas, en las cuales sólo se desea ampli…car señal. La presencia del capacitor anula las
componentes de cc, permitiendo sólo la ampli…cación de
señales en ca. Los ampli…cadores de ca usan acoplamiento
capacitivo. Permite mayor libertad en el diseño, pues la
polarización de una etapa no afectará a la otra.

1

v
i1

vo
1

2

v
i2

v
o2

3

v
i2

v
o3

hfe i b
1

h...