Ing. Civil electrico

UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS Y ADM.
DEPTO. INGENIERÍA ELÉCTRICA
LABORATORIO DE ELECTRONICA
TEMA Nº 5: El Transistor como Amplificador
Preparado por: J.I.Huircán
Profesor: J. Huircan
M. Urrutia
OBJETIVOS

Diseñar configuraciones amplificadoras utilizado BJT y JEFT

Medir la ganancia de las configuraciones

Determinar el ancho de banda de lasconfiguraciones amplificadoras
INTRODUCCIÓN
Desde el punto de vista de la relación de señales de entrada-salida se dispone de 4
configuraciones amplificadoras
Relación Entrada-Salida Tipo de Amp
out
v
in
v
A
v
= Voltaje
out
i
in
i
A
i
= Corriente
out 1
T
in
i
G
v
= W-    Transconductancia
out [ ]
T
in
v
R
i
= W Transresistenacia
El transistor puede ser utilizado paraconstruir distintos tipos de amplificador, la figura
1a, muestra un esquema de un amplificador básico de voltaje usando un BJT, sin embargo,
este podría ser implementado con un JFET u otro transistor de efecto de campo. Por otro
lado, este amplificador puede ser representado a través de sus parámetros de ganancia,
impedancia de entrada y salida, haciéndolo independiente de los componentes comose
muestra en la figura 1b.
R1
RC
v
in
Q
VCC
vout
C
E
R2
C c
C i
RL
RE
+
+
_
Rout
Rin
Amp
out
vin R v L
Rout
Rin Av
vin
(a) (b)
Figura 1. (a) Amplificador Básico. (b) Esquema.
En este laboratorio se revisarán dos configuraciones para amplificación de voltaje, la
primera basada en un BJT y la segunda en un JFET. El diseño de estas configuraciones
considera tantoelementos de cc como de ca, por lo tanto es importante contar con el
manejo de parámetros h para el BJT y parámetros Y para el FET.
Configuraciones Amplificadoras
El circuito de la figura 2 es un amplificador de voltaje variante de una configuración de
emisor común, donde se observa que para cc, el circuito corresponde a polarización
universal, sin embargo para ca, será un amplificador devoltaje, donde su ganancia de
voltaje, resistencia de entrada y salida se indican en las ecuaciones (1), (2) y (3).
(a)
R1
R
C
VCC
R2
Q
RE
v i
v o
RL
R1
R
C
VCC
R2
Q
RE
o
R1
RC R2 RE
v i
v
RL
hie hfe
i B
i B
(b)
R1
RC
R2 RE
v i
v
RL
o
(c) (d)
Figura 2. (a) Amplificador. (b) Configuración en CC. (c) Configuración en CA. (d) Configuración en CA
con parámetros h.
(1)
fe C
v
ie fe E
h R
A
h h R
= -
+ +
(1)
( ( ) ) 1 1 1 in ie fe E R = R R h + + h R (2)
out C R = R (3)
Se observa la ganancia, resistencia de entrada y salida consideran los resistores de la red
de polarización, en conjunto con los parámetros a pequeña señal del transistor, por lo
tanto, los valores de R1, R2, RC y RE debe cumplir tanto con los requerimientos del punto
deoperación como con los requerimientos de ganancia, resistencia de entrada y salida.
El procedimiento básico para diseño será
Uִtilizar el cicrcuito de corriente continua y plantear las ecuaciones de la malla de entrada
y salida usando los valores de b, ICQ y VCEQ.
Uִtilizar el circuito de Corriente alterna con los parámetros a pequeña señal (figura 2 d)
luego mediante las ecuaciones (1), (2) y (3),considerando los parámetros hie y hfe del
transistor, para Av, Rin y Rout dados completar el sistema de ecuaciones para encontrar
los valores de R1, R2, RC y RE
Sִi falta algún valor, puede darse VTH (Valor menor a VCC/2) o R2 (valor menor que R1).
El circuito de la figura 3, es un amplificador de voltaje fuente comun basado en un JFET canal n.
Rs
R1 RD
R
2
1
VDD
v i
v i g
s
dFigura 3. Amplificador fuente común.
Para esta configuración se tiene
( ) v m D DS A = -g R r (4)
in 1 2 R = R R (5)
out D R = R (6)
Al igual que en el caso anterior, se establece un punto de operación y se plantea la malla de
entrada y salida. Como restricción adicional se define un Rin>1MW. Por simplicidad se considera
rDS→¥ y se obtiene gm del manual.
Actividad Práctica (a Realizar en...