Circuito equivalente del transistor en ac
Páginas: 7 (1570 palabras)
Publicado: 6 de octubre de 2010
MODELOS DE CIRCUITOS EQUIVALENTES DEL TRANSISTOR EN AC
OBJETIVO
• El presente trabajo tiene como objetivo principal conocer y manejar los diferentes modelos de circuitos equivalentes del transistor en AC.
• Familiarizarnos con los datos que ofrecen las especificaciones de los transistores para realizar el diseño de circuitos.
Modelo híbrido (H) de un transistor bipolar
En unamplificador de transistores bipolares aparecen dos tipos de corrientes y tensiones: continua y alterna. La componente en continua o DC polariza al transistor en un punto de trabajo localizado en la región lineal. Este punto está definido por tres parámetros: ICQ, IBQ y VCEQ. La componente en alterna o AC, generalmente de pequeña señal, introduce pequeñas variaciones en las corrientes y tensiones enlos terminales del transistor alrededor del punto de trabajo. Por consiguiente, si se aplica el principio de superposición, la IC, IB y VCE del transistor tiene dos componentes: una continua y otra alterna, de forma que
[pic]
Donde ICQ, IBQ y VCEQ son componentes DC, e ic, ib y vce son componentes en alterna, verificando que ic Capacidad de difusión del diodo base/emisor (10 .. 30 pF).• Cb'c --> Capacidad de juntura (inversa) diodo base/colector (0.25 ... 1 pF)
• gm --> Transconductancia base intrínseca (B')/colector (100 ... 200 mS)
[pic] [pic] [pic]
[pic] [pic]
Determinación de los parámetros del circuito equivalente:
[pic]
De consideraciones del modelo físico del transistor bipolar sale que:
[pic]
[pic]
Teniendo en cuenta que Vb'e = Ib'.rb'e , donde Ib'es la corriente que circula por rb'e :
[pic]
Definiendo[pic], resulta que: [pic]
βo puede medirse a frecuencias bajas o midiendo variaciones de corriente a DC: [pic]
En analogía con βo, si se define β = Ic /Ib para Vce=0, se tiene que: [pic]
Donde [pic] frecuencia a la que |Ib' | = 0.707 .|Ib | se tiene entonces: [pic]
De la ecuación de arriba surge que a f = fb, |β |= 0.707 |βo |. Un datoespecificado por los fabricantes de semiconductores es la frecuencia de transición fT, definida como la frecuencia a la que |β |=1. De la expresión de β sale:
[pic]
Normalmente, Cb'c es un dato provisto por el fabricante: la capacidad colector/base medida (generalmente) a 1kHz. De las hojas de datos del transistor, se puede determinar rbb' si están disponibles la constante de tiempo decolector definida como [pic] o la frecuencia máxima de oscilación, definida como: [pic]
Valores Importantes
[pic] Ganancia de Tensión
[pic] [pic] Impedancia de entrada
[pic] Ganancia de corriente
[pic] Impedancia de salida
EL MODELO DE TRANSISTOR re [6]
El modelo re requiere un diodo y una fuente de corriente controlada para duplicar el comportamiento de un transistor en la región deinterés. Recuerde que una fuente controlada de corriente es aquella donde los parámetros de la fuente de corriente están controlados por medio de una corriente situada en cualquier otro lugar de la red. De hecho:
Los amplificadores a transistor BJT son conocidos como dispositivos de corriente controlada.
En la figura 7.16a se ha insertado un transistor pnp dentro de la estructura de dos puertos, yes necesario para la discusión de las últimas secciones. En la figura 7.16b el modelo r para el transistor se ha colocado entre las mismas cuatro terminales. Como se observó en la sección 7.3, el modelo (circuito equivalente) se selecciona de tal forma que se aproxime al comportamiento del dispositivo que está reemplazando en la región de operación de interés. En otras palabras, los resultadosobtenidos con el modelo en su lugar deben ser relativamente cercanos a aquellos que se consiguen con el transistor real. En el capítulo 3 se estudió que una unión de un transistor en operación está polarizada de manera directa, mientras que la otra está polarizada inversamente. La unión en polarización directa se comportará de forma similar a un diodo (ignorando los efectos de los cambios de...
OBJETIVO
• El presente trabajo tiene como objetivo principal conocer y manejar los diferentes modelos de circuitos equivalentes del transistor en AC.
• Familiarizarnos con los datos que ofrecen las especificaciones de los transistores para realizar el diseño de circuitos.
Modelo híbrido (H) de un transistor bipolar
En unamplificador de transistores bipolares aparecen dos tipos de corrientes y tensiones: continua y alterna. La componente en continua o DC polariza al transistor en un punto de trabajo localizado en la región lineal. Este punto está definido por tres parámetros: ICQ, IBQ y VCEQ. La componente en alterna o AC, generalmente de pequeña señal, introduce pequeñas variaciones en las corrientes y tensiones enlos terminales del transistor alrededor del punto de trabajo. Por consiguiente, si se aplica el principio de superposición, la IC, IB y VCE del transistor tiene dos componentes: una continua y otra alterna, de forma que
[pic]
Donde ICQ, IBQ y VCEQ son componentes DC, e ic, ib y vce son componentes en alterna, verificando que ic Capacidad de difusión del diodo base/emisor (10 .. 30 pF).• Cb'c --> Capacidad de juntura (inversa) diodo base/colector (0.25 ... 1 pF)
• gm --> Transconductancia base intrínseca (B')/colector (100 ... 200 mS)
[pic] [pic] [pic]
[pic] [pic]
Determinación de los parámetros del circuito equivalente:
[pic]
De consideraciones del modelo físico del transistor bipolar sale que:
[pic]
[pic]
Teniendo en cuenta que Vb'e = Ib'.rb'e , donde Ib'es la corriente que circula por rb'e :
[pic]
Definiendo[pic], resulta que: [pic]
βo puede medirse a frecuencias bajas o midiendo variaciones de corriente a DC: [pic]
En analogía con βo, si se define β = Ic /Ib para Vce=0, se tiene que: [pic]
Donde [pic] frecuencia a la que |Ib' | = 0.707 .|Ib | se tiene entonces: [pic]
De la ecuación de arriba surge que a f = fb, |β |= 0.707 |βo |. Un datoespecificado por los fabricantes de semiconductores es la frecuencia de transición fT, definida como la frecuencia a la que |β |=1. De la expresión de β sale:
[pic]
Normalmente, Cb'c es un dato provisto por el fabricante: la capacidad colector/base medida (generalmente) a 1kHz. De las hojas de datos del transistor, se puede determinar rbb' si están disponibles la constante de tiempo decolector definida como [pic] o la frecuencia máxima de oscilación, definida como: [pic]
Valores Importantes
[pic] Ganancia de Tensión
[pic] [pic] Impedancia de entrada
[pic] Ganancia de corriente
[pic] Impedancia de salida
EL MODELO DE TRANSISTOR re [6]
El modelo re requiere un diodo y una fuente de corriente controlada para duplicar el comportamiento de un transistor en la región deinterés. Recuerde que una fuente controlada de corriente es aquella donde los parámetros de la fuente de corriente están controlados por medio de una corriente situada en cualquier otro lugar de la red. De hecho:
Los amplificadores a transistor BJT son conocidos como dispositivos de corriente controlada.
En la figura 7.16a se ha insertado un transistor pnp dentro de la estructura de dos puertos, yes necesario para la discusión de las últimas secciones. En la figura 7.16b el modelo r para el transistor se ha colocado entre las mismas cuatro terminales. Como se observó en la sección 7.3, el modelo (circuito equivalente) se selecciona de tal forma que se aproxime al comportamiento del dispositivo que está reemplazando en la región de operación de interés. En otras palabras, los resultadosobtenidos con el modelo en su lugar deben ser relativamente cercanos a aquellos que se consiguen con el transistor real. En el capítulo 3 se estudió que una unión de un transistor en operación está polarizada de manera directa, mientras que la otra está polarizada inversamente. La unión en polarización directa se comportará de forma similar a un diodo (ignorando los efectos de los cambios de...
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