Transistores bjt

Electrónica II - Reunión del día 25 de octubre de 2010

Tema: Transistor bipolar en configuración de colector común

Saludos estudiantes:

Tengo un anuncio antes de iniciar el tema de hoy. El lunes, 8 de noviembre, será nuestro segundo examen. Éste evaluará los siguientes temas:
* Análisis DC del transistor bipolar
* Análisis y conceptos del amplificador Clase A
* Conceptosdel amplificador Clase B
* Funcionamiento del BJT
* Ganancias de voltaje, alpha y beta
* Modos de operación
* Punto de operación
* Modos de conexión del transistor
* Laboratorios:
* Transistor PNP
* BJT Amplificador Clase A
* BJT Amplificador Colector Común
* Trabajo especial: Transistores BJT, FET y MOSFET

En resumen el capítulo 17 del libro detexto.

Iniciamos con el tema de hoy.

Un transistor en configuración de colector común se ve como el siguiente circuito.

Parece un BJT conectado en modo de emisor común. Sin embargo, se diferencia en los siguientes aspectos:
* Observen que no tiene resistencia de colector. Si nos paramos donde está el colector en el transistor, vemos que podemos movernos a través de R1 y R2 hasta llegara tierra directamente. Por esa razón, es que decimos que está en modo de colector común.
* Vea, que la salida de voltaje es a través del emisor y que la gráfica del voltaje de entrada y salida tiene casi la misma amplitud. También, las señales están en fase.

A ésta configuración se le conoce como emitter-fallower. Su función básica es servir de acoplamiento entre circuitos que tienediferentes niveles de impedancia. El BJT en colector común tiene una alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida. Además, una ganancia de voltaje casi igual a uno, aunque, una ganancia de corriente mayor de uno.

Vamos a los aspectos que se están ansiosos por ver, las fórmulas.

* La ganancia del voltaje está dado por: AV=VoutVin . Pero para éste circuito podemos utilizar AV=REre+RE.Y como re es un valor tan pequeño comparado con RE, la ganancia de voltaje obtendrá un valor cercano a uno. Por eso, en algunos casos utilizamos la aproximación igual a uno (AV ≈ 1). Que quiere decir esto, que el voltaje de entrada será casi igual al voltaje de salida.

* Recuerden que Ie es la corriente de emisor y se define como: Ie=VoutRE , para este caso Vout = VE.
Is es la corriente deentrada. se define como: Is=VinRin(total)

Nota:
Las variables con sufijos en mayúsculas representan datos relacionados con valores en DC y los sufijos en minúsculas representan valores en AC.
La ganancia de corriente está dada por: Ai=IeIs=VoutREVinRin(total)
Y si asumimos que el voltaje de salida es igual al voltaje de entrada podemos aproximar la ganancia de corriente, de la siguienteforma: Ai≈Rin(total)RE

* La resistencia de entrada, ésta es la que medimos desde la base, se define por: Rin = βac (RE + re), pero en ocasiones podemos utilizar la aproximación de: Rin ≈ βac RE

* La resistencia total, ésta es la que medimos en la entrada del circuito, se define por:
Rin(total) = R1║R2║Rin

* La ganancia de potencia para éste circuito es: Ap = AvAi
Si asumimospreviamente que la ganancia de voltaje es igual a uno (AV ≈ 1), tenemos que Ap ≈ Ai

* Las demás ecuaciones son las mismas que utilizamos al diseñar y analizar transistores BJT con emisor común.

Empecemos con las prácticas.

Analicemos el siguiente circuito:
| Presuma que:C1 = 1µFR1 = 56KΩR2 = 56KΩRE = 1KΩβ = 175Vcc = +10VVin = 1Vrms |

Sigamos los siguientes pasos:
1. Calculemosel voltaje de base. El divisor de voltaje es la fórmula que necesitamos.
VB=Vcc∙R2R1+R2=10V∙56KΩ56KΩ+56KΩ=5V

2. Calculemos el voltaje DC en el emisor.
VE = VB – VBE = 5V – 700mV = 4.3V

3. Determinemos la corriente DC en el emisor.
IE=VERE=4.3V1KΩ=4.3mA

4. Ahora podemos determinar la resistencia interna del emisor.
re=25mVIE=25mV4.3mA=5.81Ω

5. Calculemos la ganancia de...