Analisisdepequenasenal

Análisis de pequeña señal del
transistor bipolar
Electrónica I

Emisor común polarización fija
La corriente de entrada es Ii y la de salida es Io.

Circuito original

Circuito equivalente de ac

Modelo re
Los valores de re, ro y b, se pueden obtener de las características
del transistor. Con estos valores se determinan los parámetros
importantes:
Z i  RB || bre

Z o  RC || ro

Av  

RC ||ro 
re

Ai 

bRB ro

ro  RC RB  bre 

Lo anterior puede simplificarse si RB > 10bre y ro > 10RC
Z i  bre

Z o  RC

RC
Av  
re

Ai  b

Se puede llegar fácilmente a la siguiente expresión:

Zi
Ai   Av
RC

El signo negativo en Av indica que hay un cambio de fase
de 180º.

Ejemplo

10.71
1,069
3k
-280.11
100
94.16

Polarización por divisor

Cantidades importantes
R' 

Z i  RB ||bre

Z o  RC || ro

Av  

R1 R2
R1  R2

RC || ro 

Ai 

re

bR' ro

ro  RC R' bre 

Lo anterior puede simplificarse si R’ > 10bre y ro > 10RC
Z i  RC

Av  

RC
re

Ai   Av

Ai 

Zi
RC

bR'
b
R' bre

ejemplo

18.44
1.35 k

6.8k
-368.76
73.04
1.35
5.98
-324.3
64.3

Polarización de emisor sin
desviación
Se ignora ro
Zb = bre + (b +1)RE
Se puede simplificar a:
Zb = bRE

Lasganancias e impedancias quedan como:

Z i  RB || Z b

Z o  RC

Av  

bRC
Zb

Ai   Av



Zi
RC

RC
R
 C
re  RE
RE

Ai 

bRB

RB  Z b

Efecto de ro
Zi:

 b  1  RC / ro 
Z b  bre  
RE

1  RC  RE  / ro 

RC/ro << b+1, entonces
Z b  bre 

b  1RE
1  RC  RE  / ro

Lo anterior puede simplificarse si ro > 10(RC+ RE)
Zb  b re  RE 

Efecto de ro
Zo:




b ro  re

Z b  RC || ro 
b
r

1 e 

RE 

ro >> re, entonces



1 

Z b  RC || ro 1 
r
1

 e 
 b RE 

Normalmente puede simplificarse a:
Zo = RC

Efecto de ro


Av y Ai:

Av 

bRC 

re  RC
1




Z b  ro  ro
R
1 C
ro

ro /re << 1, entonces


Av 

bRC
Zb
1



RC
ro

RC
ro

Para ro > 10RC
Av  

bRC
Zb

Ai   Av

Zi
RC

Si se utiliza un capacitor de desvío en RE seutilizan las
ecuaciones del acetato 3.

ejemplo

Con CE
5.99

5.99

59.34 k

717.7

2.2 k

2.2 k

-3.89

-367.28

104.92

104.92

ejemplo

Con CE

19.64 Ohms
8.47 kOhms
2.2 k
-3.24
12.47

19.64
4.12 k
2.83 k
-112.02

144.1

Otra configuración

Seguidor emisor
El seguidor emisor tiene una alta impedancia de entrada y una baja
impedancia de salida, la ganancia de voltaje es prácticamente 1.Circuito equivalente re

Las ganancias e impedancias quedan como sigue:
Zi:

Zo:

Zb  bre  b  1RE

Zi  RB || Zb

Z o  RE || re

Av:
Av  

RE
RE  re

Ai:
Ai 

bRB

RB  Z b

  Av

Zi
RE

Efecto de ro
Zi:
Zo:

Z i  bre 

RE
R
1 E
ro

Z o  ro || RE ||

ro >>10RE, entonces

bre
 RE || re
b 1


b  1RE / Z b


Av:

Av

Ai:

Ai 

1

bRB

Zi  b re  RE 

RB  Z b

RE
ro

  AvZi
RE

ro >>10RE, entonces

Av 

RE
RE  ro

Ejemplo 8.7

re = 12.605
Zi = 1.3272e+005
Zo = 12.557
Av = 0.99619
Ai = -39.671
Ai = -40.066
Zi = 1.2615e+005
Zo = 12.557
Av = 0.99574

Variaciones del seguidor emisor
Seguidor polarizados por divisor (a) y con resistencia de colector (b)
Las ecuaciones anteriores son válidas reelpazando RB por R’ = R1||R2

(a)

(b)

Base común

Las ganancias eimpedancias quedan como sigue:
Zi:

Zo:

Z i  RE || re
Z o  RC

Av:
Av 

RC
re

Ai:
Ai  

El voltaje de salida está en fase con el de entrada.

Ejemplo 8.8

re = 20
Zi = 19.608
Zo = 5000
Av = 250
Ai = -0.98000

Retroalimentación de colector

Las ganancias e impedancias quedan como sigue:
Zi:

Zi 

re
1

b

Zo:



RC
RF

Z o  RC || RF

Av:
Av 

RC
re

Ai 

RF
RC

Ai:

El voltaje de salidaestá 180 º desfasado con el de entrada.

Efecto de ro
RC || ro
1
RF
Zi 

R
1
1 RC || ro
1


 C
bre RF
RF re
bre RF re
1

 1 1
RC



R
||
r
R
 C o
r
r
R
e
Av    F
 e  C
R || r
R
re
1 C o
1 C
RF
RF

Z o  RC

Ejemplo 8.9

re = 11.221
Zi = 561.05
Zo = 2660.1
Av = -240.62
Ai = -50
ro = 20000
Zi = 622.01
Zo = 2347.8
Av = -209.25
Ai = 48.206

Retroalimentación con...