Tema 10: Amplificación en frecuencia. - cartagena99.com en... · 10.3 Ejemplo de análisis en baja...
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Tema 10: Amplificación en
frecuencia.
Contenidos
10.1 Objetivos
10.2 Introducción
10.3 Ejemplo de análisis en baja frecuencia SCRS.
10.4 Método de las Constantes de Tiempo en
Cortocircuito
10.5 Ejemplos de análisis en alta frecuencia
10.6 Método de las constantes de tiempo en circuito
abierto
2
10.1 Objetivos
Analizaremos la respuesta en frecuencia de distintos tipos de amplificadores.
Identificando las causas de las diferentes respuestas
•Saber analizar amplificadores que operen en cualquier rango
de frecuencias
•Saber diseñar amplificadores que operen en cualquier rango
de frecuencias
3
10.2 Introducción
3
•En general, cualquier amplificador tiene una respuesta en frecuencia que viene
determinada fundamentalmente por la existencia de condensadores en el circuito.
•Condensadores Externos
de Acoplo, Desacoplo y
Polarización C ↑
wCZC
1
•Condensadores internos
de los transistores, C ↓
w↓ w↔ w↑
C. Internos
(↓ ↓)
C. Externos
(↑ ↑)
•Zona Central de Ganancia Máxima
4
10.3 Ejemplo de análisis en baja
frecuencia SCRS.
4
C. Externos
(↑ ↑)
Pequeña señal a w ↓
ZS
ZL
1
1
sCR
R
sCRZ
SS
S
S
SS
1
1
1
sCRR
sCRR
RsC
RZ
LLD
LLD
L
L
DL
5
10.3 Ejemplo de análisis en baja
frecuencia SCRS.
5
•Configuración SCRS
entre vo’ y vg
vi
vgAv
vo
vo
vi
vg
vg
vo
vo
vo
vi
voAv RSSC ,
'
'
'
Ri=∞
Sm
Lmro
OLS
LRSSC
Zg
Zg
rZZ
ZAv
vg
vo
1)1(
',
11'
sCR
sCR
sCR
R
vo
vo
LL
LL
L
L
L
111
1
1
sCRR
sCR
sCRR
R
vi
vg
eP
P
eP
P
6
10.3 Ejemplo de análisis en baja
frecuencia SCRS.
6
•Configuración SCRS
entre vo’ y vg
Ri=∞
1
1
1
111 1
1
Sm
SS
SS
LLD
LL
eP
P
Sm
Dm
Rg
sCR
sCR
sCRR
sCR
sCRR
sCR
Rg
RgAv
111
1
1
321
2
PPP
Z
Sm
Dm
w
s
w
s
w
s
w
ssK
Rg
RgAv
eP
PLDm
RR
RRRgwAv
)(Coincide con la ganancia
a frecuencias medias
7
10.4 Método de las Constantes de
Tiempo en Cortocircuito
7
En w ↓ realmente sólo queremos conocer wL
Método de las constantes de tiempo en cortocircuito
Si Ǝ un polo dominante con frecuencia mucho
mayor que el resto (esto es lo habitual):
polos
i ii
polos
i
iLCR
ww11
1Ci ≡ capacidad del condensador
Ri ≡ Resistencia Thevenin que se ve
entre los bornes del condensador con
el resto de condensadores como
cortocircuito
8
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia
8
Vamos a estudiar que sucede con la relación entre
ic y la ib en alta frecuencia
sCvvgivgi
sCCr
vi
mmc
b
srCC
rsCg
i
i m
b
c
)(1
)(
srCCi
i
b
c
)(1
Ganancia de un transistor en función de la frecuencia
sCgm En un rango amplio de frec.
9
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia
9
srCCi
i
b
c
)(1
Ganancia de un transistor en función de la frecuencia
1)(
)(
1
wi
iw
srCCw
b
c
wrCC
wjwrCC
wi
i
b
c
)()(1
1)(
•wβ ≡ Frecuencia de Corte
de β
•wζ ≡ Frecuencia de
ganancia unidad
11
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia
11
Ganancia de un transistor en GC
1)1Re(
Re
)1Re(
)1Re(Re11Re
11
SmS
gsS
SmS
S
SmSgsS
S
gsm
S
gsm
S
i
S
RgR
sCR
RgR
R
RgRsCR
R
sCgR
sCgR
v
v
s
gdL
Lm
gd
Lsmo vsCR
Rg
sCRvgv
1
1
12
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia
12
Ganancia de un transistor en GC
11)1Re(
Re
1
)1Re(
sCRRgR
sCRRgR
RRg
v
v
gdL
SmS
gsSSmS
SLm
i
o
11)1
Re(
1)
1Re(
Re
sCRsCgm
Rgm
RRg
v
v
gdLgsS
SLm
i
o
Coincide con la ganancia
a frecuencias medias
)1
Re(Re
)0(gm
RRg
wAv SLm
11
1)0(
ba
v
i
o
w
s
w
swA
v
v
13
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia
13
Condensadores en serie en alta frecuencia. Efecto Miller
14
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia Condensadores en serie en alta frecuencia. Efecto Miller
Aplicamos el T. Miller a Cμ
K es la ganancia
de un EC (↑↑) Cμ
Sin Condensadores LmECv RgAK '',
Aproximación 2
Aproximación 1
15
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia
15
Condensadores en serie en alta frecuencia. Efecto Miller
Equiv. Thevenin
rrRRI
VR bbPe
Test
TestTh ||))||(( '
i
bbbbPe
bbPTh v
rr
r
rrRR
rrRV
''
'
)(||
)(||
vsC
Rgv Lmo
1||''
AT i
LmTh
T vsRgCCR
Av1)''1((
1
16
10.5 Ejemplos de análisis en alta
frecuencia
16
Condensadores en serie en alta frecuencia. Efecto Miller
1)''1((
1
1''
1''
sRgCCRsCRARg
v
v
LmThL
TLm
i
o
1
1
1
1''
ba
TLm
i
o
w
s
w
sARg
v
v
ab
b
ww
wK
17
10.6 Método de las constantes de tiempo
en circuito abierto
17
En w ↑ realmente sólo queremos conocer wH
Método de las constantes de tiempo en circuito abierto
Si Ǝ un polo dominante con frecuencia mucho
menor que el resto (esto es lo habitual):
i
polos
i
i
polos
i iH
CRww
11
11Ci ≡ capacidad del condensador
Ri ≡ Resistencia Thevenin que se ve
entre los bornes del condensador con
el resto de condensadores como
circuitos abiertos