transistores

Tema 2

TEMA 2
Amplificadores con transistores:
Modelos de pequeña señal

2.1.- Introducción
La polarización de un transistor es la responsable de establecer las corrientes y tensiones que fijan su punto
de trabajo en la región lineal (bipolares) o saturación (FET), regiones en donde los transistores presentan
características más o menos lineales. Al aplicar una señal alterna a laentrada, el punto de trabajo se desplaza y
amplifica esa señal. El análisis del comportamiento del transistor en amplificación se simplifica enormemente
cuando su utiliza el llamado modelo de pequeña señal obtenido a partir del análisis del transistor a pequeñas
variaciones de tensiones y corrientes en sus terminales. Bajo adecuadas condiciones, el transistor puede ser
modelado a través de uncircuito lineal que incluye equivalentes Thévenin, Norton y principios de teoría de
circuitos lineales. El modelo de pequeña señal del transistor es a veces llamado modelo incremental de señal. Los
circuitos que se van a estudiar aquí son válidos a frecuencias medias, aspecto que se tendrá en cuenta en el
siguiente tema.
En la práctica, el estudio de amplificadores exige previamente un análisisen continua para determinar la
polarización de los transistores. Posteriormente, es preciso abordar los cálculos de amplificación e impedancias
utilizando modelos de pequeña señal con objeto de establecer un circuito equivalente. Ambas fases en principio
son independientes pero están íntimamente relacionadas.

I1

V1

I2
CIRCUITO
LINEAL

V2

Figura 2.1. Red bi-puerta.

2.2.-Teoría de redes bipuerta
El comportamiento de un circuito lineal bi-puerta, tal como se muestra en la figura 2.1, puede ser especificado
a través de dos corrientes (I1, I2) y dos tensiones (V1, V2). En función de las dos posibles variables seleccionadas
como independientes, ese circuito lineal puede ser caracterizado mediante cuatro tipo de parámetros ({Z}, {Y},
{H}, {G}), que en notaciónmatricial, se expresan de la siguiente manera

I.S.B.N.: 84-607-1933-2 Depósito Legal: SA-138-2001

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Electronica Básica para Ingenieros

 V1   z i
 V  = z
 2  f
V1   h i
 I  = h
 2  f

z r   I1 
z o  I 2 
 
h r   I1 
h o  V2 
 

 I1   y i y r   V1 
I  =  y y  V 
o  2 
 2  f
 I1   g i g r  V1 
 V  = g g   I
o  2 
 2  f

(2.1)

Los parámetros {H} o h o híbridos son los que mejor caracterizan el comportamiento lineal de pequeña señal
de un transistor bipolar. Estos parámetros relacionan la V1 e I2 con la I1 y V2 mediante la siguiente ecuación
V1 = h i I1 + h r V2
I 2 = h f I1 + h o V2

(2.2)

donde

[W] h i =

V1
= resistencia de entrada con salida en cortocircuito
I1 V = 0
2[NO] h r =

V1
= ganancia inversa de tensión con entrada en circuito abierto
V2 I = 0
1

[NO] h f =

I2
= ganancia de corriente con salida en cortocircuito
I1 V = 0
2

[W −1]

V
ho = 1
= conduc tan cia de salida con entrada en circuito abierto
V2 I = 0
1

(2.3)

El modelo circuital en parámetros h de un circuito lineal se indica en la figura 2.2.
I1

I2
hi

V1-1

ho

+
hrV2

V2

hfI1

Figura 2.2 Modelo equivalente en parámetros h.

2.3.- Análisis de un circuito empleando parámetros {H}
Un circuito lineal, por ejemplo un transistor actuando como amplificador, puede ser analizado estudiando su
comportamiento cuando se excita con una fuente de señal externa VS con una impedancia interna RS y se añade
una carga ZL, tal como se indica enla figura 2.3. El circuito lineal puede ser sustituido por su modelo equivalente
en parámetros {H} (figura 2.2) resultando el circuito de la figura 2.4. Existen cuatro parámetros importantes que
van a caracterizar completamente el circuito completo: ganancia en corriente, impedancia de entrada, ganancia en
tensión e impedancia de salida.

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