Aplicaciones de transistores

APLICACIONES DEL TRANSISTOR
AMPLIFICADORES
Se estudiarán las diferentes clases de amplificadores como son los de audio para pequeñas señales, los de potencia y los sintonizados, así como también los diferentes acoplamientos que existen entre varias etapas de amplificación.

1. AMPLIFICADORES DE UNA ETAPA
1.1 CONFIGURACIÓN EMISOR – COMÚN

A. Resistencia de entrada:

Si RL=5k,

Rg=500ohmios, el transistor es el 2N929 polarizado en I C=4mA y

VCE=12V con parámetros hie=2,2k; hre=2x10 -4; hfe=290; hoe=30 μmhos Ri.=2,2 – (5x290x2x10-4) / (1+(30x10-6)(5000))=1,95KΩ B. Ganancia de corriente:

C. Ganancia de voltaje:

El menos significa que la señal de salida está desfasada 180º respecto de la señal de entrada. D. Resistencia de salida: Para calcular la resistencia de salida secortocircuita la entrada (v g=0) y se aplica un voltaje vo a los terminales de salida.

Ejemplo:
Determinar Ri, Ro, Ai, Av del siguientes circuito.

Transistor 2N929 operando en IC=4mA, VCE=12V, hie=2200Ω; hre=2x10-4; hfe=290; hoe=30x10-6 mhos; RL=5000Ω; RE=100W; Rg=500Ω.

(a) Resistencia de entrada:

Transformando la fuente de corriente en fuente de voltaje:

(b) Ganancia decorriente:

(c) Ganancia de voltaje:

(d) Resistencia de salida: Haciendo Vg=0 y reemplazando RL por una fuente de voltaje Vo aplicada a los terminales de salida.

Reemplazando,

despreciando hre.RE

También se tiene que:

reemplazando en (2)

Ejercicio:
Determinar Ri, Ro, Av, Ai del circuito del ejemplo anterior en función de los parámetros del circuito equivalente T.

1.2CONFIGURACIÓN BASE COMÚN
El circuito equivalente es análogo al de emisor común con la diferencia de que el subíndice “b” (base común) debe emplearse en lugar del subíndice “e” (emisor común)

Ejemplo:
El transistor 2N929 opera en base-común con VCE=12V, hfb=-0,996; hob=0,103 μmhos. (a) Resistencia de entrada: IC.=4mA, Rg = 10Ω,

RL=5kΩ. Calcular Ri, Ro, Av, Ai. Los parámetros son: hib=7,57Ωhrb=0,27x10-4;

(b) Resistencia de salida:

(c) Ganancia de corriente:

(d) Ganancia de voltaje:

1.3 CONFIGURACIÓN COLECTOR COMÚN (SEGUIDOR EMISOR)
Las fórmulas para calcular la Ri, Ro, Ai y Av son análogas a las anteriores pero los parámetros tienen subíndices “c”.

Ejemplo:
Determinar Ri, Ro, Ai, Av para la configuración colector-común si: Rg=500Ω; hic=2200Ω; hrc=0,9999; hfc=-291; hoc=30μmhos (a) Resistencia de entrada RL=5K

(b) Resistencia de salida

(c) ganancia de corriente:

(d) Ganancia de voltaje:

1.4 DESEMPEÑO EN ALTA FRECUENCIA
En el rango de alta frecuencia los parámetros del transistor varían, especialmente la ganancia de corriente a o b. La variación de a (hfb) es igual a :

f , f : Son las “frecuencias de corte” donde la ganancia de corriente disminuye al
αβ

0,707 (en –3dB) del valor en baja frecuencia. Las frecuencias de corte dan una indicación de la capacidad del transistor en alta frecuencia. Los fabricantes dan como frecuencia de corte fT ≈ f ≈ βof .
α β

Para analizar un circuito transistorizado en alta frecuencia se recomienda usar el circuito equivalente π debido a que sus parámetros son relativamente constantes en un rango muy ampliode frecuencia. Al equivalente p se le agregan las capacidades parásitas (Cb’c, Cb’e) que hace que el transistor no se comporte muy bien en alta frecuencia.

El circuito equivalente anterior se puede reemplazar por el siguiente circuito.

Teniendo en cuenta las ecuaciones (1) y (2) se puede encontrar este otro circuito equivalente:

Ejemplo:
Para el circuito amplificador de la figura,calcular la frecuencia donde la ganancia de voltaje cae a 0,707 de su valor en baja frecuencia.

rbb’=100 rb’c=10M rce=435K cb’e=250pf

gm=0,138 mhos rb’e=2,1K cb’c=5pf

C1=Cb’e+ACb’c = 3675pf El hecho de que se refleje cb’c a la entrada en forma amplificada se conoce con el nombre de EFECTO MILLER.

Como la caída de voltaje a la salida en alta frecuencia es debida a la presencia de...