Conte Nidos
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Contenidos
1. 1 Conceptos de amplificacin
1. 1.1 Parmetros que caracterizan un amplificador
2. 1.2 Tipos de amplificadores
3. 1.3 Amplificadores acoplados
4. 1.4 Configuraciones bsicas con transistores
2. 2 Amplificadores monoetapa con transistores bipolares
1. 2.1 Emisor comn: Amplificador en emisor comn con resistencia de emisor parcialmente
desacoplada
2. 2.2 Colector comn
3. 2.3 Base comn
3. 3 Amplificadores monoetapa con transistores de efecto campo
1. 3.1 Fuente comn: Amplificador en fuente comn con resistencia de fuente parcialmente
desacoplada
2. 3.2 Drenador comn
3. 3.3 Puerta comn
4. 4 Amplificadores multietapa
1. 4.1 Amplificador cascodo
2. 4.2 Amplificador colector comn- base comn
3. 4.3 Amplificador colector comn- emisor comn
5. 5 Amplificador diferencial
1. 5.1 Introduccin
2. 5.2 Par diferencial bsico acoplado por emisor
3. 5.3 Par diferencial bsico acoplado por fuente
Conceptos de amplificacin
Parmetros que caracterizan un amplificador
Definiciones
Un amplificador es un sistema que aumenta la potencia de una seal.
La seal proviene de una fuente y se aplica a una carga.
-
Fuente
Podemos representar la fuente como de tensin o de corriente mediante equivalentes
Thevenin o Norton.
Carga
Representamos la carga como una resistencia.
Tipos de amplificadores
Impedancia de entrada
Es la relacin entre la tensin y la corriente a la entrada del amplificador.
Ganancia e impedancia de entrada
-
La salida del amplificador se puede representar mediante equivalentes Thevenin
o Norton.
La tensin y corriente de salida son proporcionales a la tensin y corriente
de entrada.
Ganancia de tensin a circuito abierto:
Ganancia de corriente en cortocircuito:
Ganancia de transconductancia en cortocircuito:
Ganancia de transimpedancia a circuito abierto:
La tensin y corriente en la salida se ven afectadas por la impedancia
de salida, Ro.
Saturacin
El amplificador proporciona seales amplificadas slo para un cierto rango de
amplitudes de entrada.
Ms all de este rango la amplitud de la seal de salida permanece constante:
el amplificador se satura.
Linealidad
-
En la prctica la seal de salida no es proporcional a la de entrada.
Se asume aproximadamente lineal para un cierto rango de valores de entrada.
Fuera de este rango la seal se distorsiona.
Amplificador de tensin
Ganancia de tensin
Amplificador de tensin ideal
Si Ri
>> rs y Ro
-
Amplificador de corriente ideal
Si Ri
> RL A'l Al Al0
Amplificador de transconductancia
Ganancia de transconductancia
Amplificador de transconductancia ideal
Si Ri
>> rs y Ro
>> RL G'm Gm Gm0
Amplificador de transimpedancia
Ganancia de transimpedancia
Amplificador de corriente ideal
Si Ri
-
rs y Ro
-
Las diferentes etapas se encuentran separadas por condensadores
de acoplamiento.
Las condiciones de polarizacin se mantienen.
Los condensadores modifican la respuesta en frecuencia.
Se utiliza en circuitos con componentes discretos.
Configuraciones bsicas con transistores
Configuraciones bsicas con BJTs
Emisor comn Colector comn Base comn
Configuraciones bsicas con FETs
Fuente comn Drenador comn Puerta comn
-
Subir
Amplificadores monoetapa con transistores bipolares
Procedimiento general de anlisis
Anlisis del circuito de polarizacin
1. Eliminar las fuentes de seal. Mantener las de continua.
2. Sustituir los condensadores de acoplamiento y desacoplo por circuitos abiertos.
3. Sustituir los transistores por su modelo de continua.
4. Hallar el punto de polarizacin de cada transistor.
Parmetros de pequea seal
5. De los datos de polarizacin del transistor, obtener los parmetros del modelo de
pequea seal (rgm...)
Anlisis de pequea seal
6. Eliminar las fuentes de continua, mantener las de seal.
7. Sustituir los condensador de acoplamiento y desacoplo por cortocircuitos.
8. Sustituir los transistores por su modelo de pequea seal.
9. Hallar los parmetros que caracterizan el amplificador (Av, Ri...)
Emisor comn: Amplificador en emisor comn con resistencia de
emisor parcialmente desacoplada
-
C1 y C2: condensadores de acoplamiento.
CE: condensador de desacoplo de RE2
Circuito de polarizacin
Recta de carga esttica
Punto de trabajo
Con
-
Equivalente de pequea seal
Caso particular RE1 = 0
Caso particular sin CE
Recta de carga dinmica
Recta de carga en pequea seal:
-
Las componentes de seal se encuentran superpuestas a las de continua:
Recta de carga dinmica:
Punto de mxima excursin simtrica
La mxima amplitud de oscilacin se obtiene cuando el punto de trabajo est
centrado en la recta de carga dinmica:
Punto de mxima excursin simtrica (ICmes,VCEmes)
Influencia de la resistencia de emisor en el circuito
El condensador CE puede desacoplar parcial (RE1 0) o totalmente (RE1 = 0) la
resistencia de emisor.
El condensador CE no modifica las condiciones de polarizacin.
Un aumento en la resistencia de emisor RE1 disminuye la ganancia y aumenta la
impedancia de entrada.
La ganancia es ms independiente de con la resistencia de emisor
sin desacoplar.
Colector comn
-
No es necesaria RC para la polarizacin del transistor ni para el
buen funcionamiento del amplificador.
Punto de mxima excursin simtrica
Base comn
-
C3 desacopla R1 y R2 en pequea seal, del mismo modo que lo
hace CE con RE en el amplificador en emisor comn.
Punto de mxima excursin simtrica:
Subir
Amplificadores monoetapa con transistores de efecto campo
Fuente comn: Amplificador en fuente comn con resistencia de
fuente parcialmente desacoplada
-
Equivalente de pequea seal
Drenador comn
-
Puerta comn
Subir
Amplificadores multietapa
Cascodo (Emisor comn- base comn)
-
Colector comn - base comn
Colector comn- emisor comn
Amplificador cascodo
Equivalente de pequea seal
-
Amplificador colector comn- base comn
Amplificador colector comn- emisor comn
-
Subir
Amplificador diferencial
Introduccin
Definiciones
Un amplificador diferencial amplifica la diferencia de dos seales de entrada.
En el caso ideal, la componente comn a las dos seales de entrada no
se amplifica.
Redefinimos las magnitudes de entrada:
-
vid: seal de entrada diferencial
vic: seal de entrada comn
vo = Advid +Acvic
Ad: ganancia en modo diferencial
Ac: ganancia en modo comn
Idealmente Ad >> Ac
CMRR = Ad/ Ac relacin de rechazo del modo comn
Par diferencial bsico acoplado por emisor
Funcionamiento con seales grandes
-
Funcionamiento en pequea seal y modo diferencial
Ad = -gmRC
Rid = 2r
Rod = RC
El potencial en el nodo de emisor es 0 (tierra virtual).
El amplificador diferencial se reduce a dos emisores comunes.
Funcionamiento en pequea seal y modo comn
No existe la tierra virtual en el emisor en modo comn.
-
CMRR = 1+2gmRoI
Par diferencial bsico acoplado por fuente
Funcionamiento con seales grandes
Funcionamiento en pequea seal y modo diferencial
-
El potencial en el nodo de fuente es 0 (tierra virtual).
El amplificador diferencial se reduce a dos fuentes comunes.
Ad = -gmRD
Rid = Rod = RD
Funcionamiento en pequea seal y modo comn
No existe la tierra virtual en la fuente en modo comn.
CMRR = 1+2gmRoI