Amplificación De Pequeña Señal Con Transistores Bjt

Amplificación de pequeña señal con transistores BJT

Circuito y recta de carga
Para que una señal sea amplificada tiene que ser una señal de corriente alterna. No tiene sentido amplificar una señal de corriente continua, porque ésta no lleva ninguna información.
En un amplificador de transistores están involucrados los dos tipos de corrientes (alterna y continua). La señal alterna es la señala amplificar y la continua sirve para establecer el punto de operación del amplificador. Este punto de operación permitirá que la señal amplificada no sea distorsionada.
En el diagrama se ve que la base del transistor está conectada a dos resistores (Rb1 y Rb2).

Estos dos resistores forman un divisor de voltaje que permite tener en la base del transistor un voltaje necesario para establecerla corriente de polarización de la base. El punto de operación en corriente continua está sobre una línea de carga dibujada en la familia de curvas del transistor.
Esta línea está determinada por fórmulas que se muestran. Hay dos casos extremos:
- Cuando el transistor está en saturación (Ic max.), que significa que Vce es prácticamente 0 voltios y....
- Cuando el transistor está en corte (Ic =0), que significa que Vce es prácticamente igual a Vcc.
Si se modifica Rb1 y/o Rb2 el punto de operación se modificará para arriba o para abajo en la curva pudiendo haber distorsión. Si la señal de entrada (Vin) es muy grande, se recortarán los picos positivos y negativos de la señal en la salida (Vout)

Capacitor de bloqueo (C1)
Este capacitor (condensador) se utiliza para bloquear lacorriente continua que pudiera venir de Vin. Este capacitor actúa como un circuito abierto para la corriente continua y un corto circuito para la corriente alterna (la que se desea amplificar).
Estos capacitores no se comportan tan perfectamente en la realidad, pero se acercan bastante, pudiendo suponerse como ideales.
Capacitor de derivación (Ce)
El resistor Re aumenta la estabilidad deel amplificador, pero que tiene el gran inconveniente que es muy sensible a las variaciones de temperatura (causará cambios en la corriente de base, lo que causará variaciones en la corriente de emisor (recordar Ic = β Ib)). Esto causará una disminución en la ganancia de corriente alterna, lo que no es deseable.
Para resolver el problema se pone en paralelo con Re un capacitor que funcionará como un cortocircuito para la corriente alterna y un circuito abierto para corriente continua.
Teorema de Superposición

El circuito equivalente de corriente continua es:
El circuito equivalente de Corriente alterna es:

Donde:

Si Vs es una señal pequeña entonces el transistor opera en forma lineal y para efectos de análisis el transistor tiene un circuito lineal equivalente llamado circuito en parámetros“h”.

Modelo de señal pequeña del BJT para la configuración en Emisor Común:

Modelo del BJT en parámetros “h” (configuración en Emisor Común)

Modelo del Amplificador en Emisor Común incluyendo el modelo de señal pequeña del transistor:

Las impedancias de entrada y de salida pueden obtenerse fácilmente mediante observación del circuito:
y
La ganancia de voltaje puedeobtenerse a partir de la multiplicación de los siguientes factores:

PROBLEMA.- El transistor 2SD2023 tiene un de 215 cuando su punto de operación es: ICQ= 1.75 mA y VCEQ= 5.25V. Se pretende polarizar este transistor mediante la técnica de división de tensión.
a).- Calcular el valor adecuado de cada uno de los resistores para cumplir con esa condición de polarización y bajo los siguientes datosadicionales; Vcc=10.5V, RB= 1/10 ßRE y RC = 4RE. Una vez polarizado el transistor, el circuito se utilizará como amplificador. La señal a amplificar proviene de una fuente de voltaje de 7.5mV con resistencia interna de 45 . La señal amplificada será suministrada a una resistencia de carga de 50 K.
b).- Calcular la impedancia de entrada y la de salida del amplificador.
c).- Calcular la...