El documento describe un amplificador de transistor emisor común. Explica que el divisor de tensión formado por R1 y R2 establece la tensión de polarización de la base del transistor. También describe el uso de condensadores de bloqueo y derivación para aislar la corriente continua y mejorar la estabilidad. Finalmente, introduce los amplificadores multi-etapas, donde varias etapas conectadas en cascada pueden lograr mayores ganancias de voltaje.
INTRODUCCION A LA ANATOMIA Y PLANOS ANATOMICOS.pptx
El amplificador a transistor 2
1. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE INGENIERÍA
ELECTRÓNICA, ELECTRICA
Apellidos y Nombres: Matricula:
Curso: Lab. Electrónicos II Tema:Configuración en Cascada
Informe: Previo N1 Fechas Nota:
Realizada: 06/09/16 Entregada: 07/09/16
Grupo: G4 Profesor:Alva Saldaña, Víctor
2. EL AMPLIFICADOR A TRANSISTOR
EMISOR COMÚN
Configuración emisor común
Una señal puede ser amplificada si es de corriente alterna. No tiene sentido
amplificar una señal de corriente continua, porque ésta no lleva ninguna
información.
En un amplificador de transistores están involucradas los dos tipos de corrientes
(alterna y continua).
La señal alterna es la señal a amplificar y la continua sirve para establecer el punto
de operación del amplificador.
Este punto de operación permitirá que la señal amplificada no sea distorsionada.
En el diagrama se ve que la base del transistor está conectada a dos resistencias
R1 (10kΩ) y R2 (2.2kΩ). Estas dos resistencias forman un divisor de tensión que
permite tener en la base del transistor una tensión necesaria para establecer la
corriente de polarización de la base.
El punto de operación en corriente continua está sobre una línea de carga dibujada
en la familia de curvas del transistor. Esta línea está determinada por fórmulas que
se muestran.
3. Hay dos casos extremos:
*Cuando el transistor está en saturación
(Ic max.), que significa que Vce es
prácticamente 0 voltios.
*Cuando está en corte (Ic = 0), que
significa que Vce es prácticamente igual a
Vcc.
Si se modifica R1 y/o R2 el punto de
operación se modificará para arriba o para
abajo en la curva pudiendo haber distorsión
Si la señal de entrada (Vin) es muy grande, se recortarán los picos positivos y
negativos de la señal en entrada (Vout)
El condensador de bloqueo (C1):
Este condensador se utiliza para bloquear la corriente continua que pudiera venir
de Vin (desconectar al amplificador de Vi y lo aíslan de lo que esté conectado al
nudo de salida). Este condensador actúa como un circuito abierto para la corriente
continua y un corto circuito para la corriente alterna (la que se desea amplificar)
Estos condensadores no se comportan tan perfectamente en la realidad, pero se
acercan bastante, pudiendo suponerse como ideales.
Condensador de derivación (Ce):
La resistencia Re es una resistencia que aumenta la estabilidad de el amplificador,
pero que tiene el gran inconveniente que es muy sensible a las variaciones de
temperatura (causará cambios en la corriente de base, lo que causará variaciones
en la corriente de emisor (recordar Ic = β Ib)).
Esto causará una disminución en la ganancia de corriente alterna, lo que no es
deseable. Para resolver el problema se pone en paralelo con Re un condensador
que funcionará como un corto circuito para la corriente alterna y un circuito abierto
para corriente continua.
La tensión de salida estará dada por la siguiente fórmula:
Vout = Ic x Rc = β x Ib x Rc = hfe x Ib x Rc
La ganancia de tensión es:
ΔV - Vout / Vin = - Rc / Zin.
(El signo menos indica que Vout esta 180° fuera de fase con al entrada Vin)
La ganancia de corriente es:
ΔI = (Vout x Zin) / (Vin x Rc) = ganancia de voltaje x Zin / Rc
4. La ganancia de potencia es = Ganancia de voltaje x Ganancia de corriente=
ΔP = ΔV x ΔI
Zin (impedancia de entrada) = R1 // R2 // hie, que normalmente no es un
valor alto (contrario a lo deseado)
Zo (impedancia de salida) = Rc
La salida está 180° desfasada con respecto a la entrada (es invertida)
Notas:
* β = hfe son parámetros propios de cada transistor.
* hie = impedancia de entrada del transistor dada por el fabricante.
AMPLIFICADORES MULTIETAPAS:
Nos introduce a la necesidad de emplear dos o más amplificadores conectados en
cascada con el propósito de que nuestro sistema amplificador pueda reunir las
características que con el empleo de un solo amplificador (con un solo elemento
activo) no se podría obtener: por ejemplo si el problema de diseño consiste en
construir un amplificador que tenga una impedancia de entrada muy alta (por
ejemplo 1M) y que a su vez nos proporcione una ganancia de voltaje considerable
(por ejemplo 80) entonces podemos percatarnos que ningún amplificador de una
sola etapa resolvería el problema. Sin embrago, para este caso, si conectamos en
cascada un amplificador emisor común con otro amplificador emisor común
obtendremos lo que queremos.
5. AMPLIFICADOR EN CASCADA BJT
Un amplificador en cascada con acoplamiento RC construido utilizando BJT se
ilustra en la figura, la ventaja de las etapas en cascada es la mayor ganancia total
de voltaje.
La impedancia de entrada del amplificador es la de la etapa 1:
hieRRZi 21
La impedancia de salida del amplificador es la de la etapa 2:
CC RroRZo
El siguiente ejemplo muestra el análisis de un amplificador BJT en cascada
exhibiendo la gran ganancia de voltaje conseguida ( 21 * AAAV )
EJEMPLO
Calcule la ganancia de voltaje, voltaje de salida, impedancia de entrada e
impedancia de salida para el amplificador BJT en cascada de la figura
mostrada. Calcule el voltaje de salida resultante si una carga de 10 k se
conecta a la salida.
6. Solución
El análisis de polarización de cd resulta en:
VB = 4.8 V, VE = 4.1 V, VC = 11 V, IC = 4.1 mA
En el punto de polarización:
3.6
1.4
2626
CI
re
La ganancia de voltaje de la etapa 1 es por consiguiente:
104
3.6
6.654
3.6
)3.6)(200(7.4152.221
1
kkk
re
hieRRR
Av
C
mientras que la ganancia de voltaje de la etapa 2 es:
349
3.6
2.2
2
k
re
Rc
Av
para una ganancia de voltaje total de:
3629634910421 AvAvAv
El voltaje de salida es entonces:
VVAvViVo 9.02536296
La impedancia de entrada del amplificador es:
932)3.6)(200(157.421 kkreRRZi
Mientras que la impedancia de salida del amplificador es:
kRcZo 2.2
Si se conecta una carga de 10 kΩ a la salida del amplificador, el voltaje
resultante a través de la carga es:
VV
kk
k
V
RZ
R
V O
LO
L
L 07)9.0(
102.2
10