El punto Q
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Transistores l punto Q INACAP sede Colón Página 1 de 1 Se denomina punto Q ( quiescent ) a la polarización que tiene un transistor cuando está en reposo, es decir mientras no hay señal de entrada que amplificar, o bien, cuando el voltaje de entrada del amplificador es igual a cero voltios ( 0 V). Para el análisis de circuitos amplificadores de señales consideraremos que un amplificador tiene como entrada una señal alterna con forma senoidal y una frecuencia de 1 kHz: -V in t +V in 0 Consideraremos, además, que se está amplificando tensión, por lo que la señal de salida tendrá mayor amplitud que la señal de entrada: V out V in Amplificado r de voltaje La ganancia de tensión (A V ) de un amplificador es el cociente entre el voltaje de salida y el voltaje de entrada: in out V V V A = La ganancia de tensión es adimensional debido a que es el cociente de dos valores que tienen la misma unidad de medida, por lo que el resultado es en veces. Para analizar el punto Q de un transistor, se usará como ejemplo un montaje emisor común, en donde el voltaje de salida corresponde al voltaje colector-emisor: R C V CC V CE = V out
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Transistores
El punto Q
INACAP sede Coln Pgina 1 de 1
Se denomina punto Q (quiescent) a la polarizacin que tiene un transistor cuando est en reposo, es decir mientras no hay seal de entrada que amplificar, o bien, cuando el voltaje de entrada del amplificador es igual a cero voltios ( 0 V). Para el anlisis de circuitos amplificadores de seales consideraremos que un amplificador tiene como entrada una seal alterna con forma senoidal y una frecuencia de 1 kHz:
-Vin
t
+Vin
0
Consideraremos, adems, que se est amplificando tensin, por lo que la seal de salida tendr mayor amplitud que la seal de entrada:
VoutVinAmplificador
de voltaje
La ganancia de tensin (AV) de un amplificador es el cociente entre el voltaje de salida y el voltaje de entrada:
in
outV V
VA =
La ganancia de tensin es adimensional debido a que es el cociente de dos valores que tienen la misma unidad de medida, por lo que el resultado es en veces. Para analizar el punto Q de un transistor, se usar como ejemplo un montaje emisor comn, en donde el voltaje de salida corresponde al voltaje colector-emisor:
RC
VCC
VCE= Vout
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Transistores El punto Q
INACAP sede Coln Pgina 2 de 2
Como, de acuerdo a la recta de carga, el voltaje colector-emisor no puede asumir otros valores sino los comprendidos entre el corte y saturacin, entonces la seal de salida deber estar formada por voltajes comprendidos entre stos dos puntos:
vout
VCE
tVCEsat
VCC
Si se incrementa la seal entrante, la seal de salida llegar hasta los extremos produciendo distorsin en la forma de la onda, debido a que el voltaje colector-emisor no puede asumir valores menores que el voltaje colector-emisor de saturacin (VCE sat)ni mayores que el voltaje de la fuente (VCC):
vout
VCE
tVCEsat
VCC
Para obtener la mxima amplitud de la seal de salida (excursin del voltaje colector-emisor) es necesario que el centro de la seal coincida con un voltaje colector-emisor cercano a la mitad del voltaje de la fuente:
vout
VCE
tVCEsat
VCC
2CCV
Si la seal tiene como centro un voltaje colector-emisor diferente que la mitad del voltaje de la fuente entonces comenzar a distorsionar un extremo de los dos extremos, como se muestran en las siguientes figuras: En ambos casos, la seal de salida no alcanza gran amplitud antes de comenzar a distorsionar.
vout
VCE
tVCEsat
VCC
vout
VCE
tVCEsat
VCC
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Transistores El punto Q
INACAP sede Coln Pgina 3 de 3
Por los motivos anteriormente expuestos, el voltaje colector-emisor para una seal de amplitud cero, debe ser cercano a la mitad del voltaje de la fuente de alimentacin:
vout
VCE
tVCEsat
VCC
2CCV
Si la amplitud tanto de entrada como de salida es cero voltios, o dicho de otra forma, el amplificador no est amplificando una seal, se dice que est en reposo. El valor del voltaje colector-emisor y de la corriente de colector cuando el transistor se encuentra en reposo se denomina punto Q. El punto Q se dibuja sobre la recta de carga, como se muestra en la siguiente figura:
VCE
IC
Punto QC
satCECC
RVV
VCC
00
El tipo de amplificador expuesto hasta ahora se denomina clase A. Un amplificador clase A es capaz de reproducir su la salida los 360 de la seal entrante. Normalmente, en el diseo de un amplificador clase A se fija el punto de tal forma que se pueda obtener la mayor amplitud de la seal de salida. Para esto, se debe fijar el voltaje colector-emisor como la mitad del voltaje de la fuente cuando se encuentra en reposo. La corriente de colector se obtiene proyectando el punto Q hacia el eje de la corriente de colector:
VCE
IC
Punto QC
satCECC
RVV
VCC
00
ICQ
2VCC
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Transistores El punto Q
INACAP sede Coln Pgina 4 de 4
Si sobre la recta de carga representamos la onda de la seal de salida tendremos:
VCE
IC
Q
C
satCECC
RVV
VCC
00
t
t
En la figura anterior se puede apreciar cmo el voltaje de salida es consecuencia de las variaciones de la corriente de colector. Tambin se puede apreciar la inversin de fase que existe entre la corriente de colector y el voltaje colector-emisor, es decir, cuando aumenta la corriente de colector, el voltaje colector-emisor disminuye, cuando la corriente de colector disminuye, el voltaje colector-emisor aumenta. Se puede concluir que el punto Q de un transistor debe fijarse lo ms cercano posible al centro de la recta de carga cuando el amplificador es del tipo clase A. Con esto, lograremos la mayor amplitud posible de la seal de salida sin distorsionar la forma de la onda de salida.
