AMPLIFICADOR DE TENSIÓN

7/23/2019 AMPLIFICADOR DE TENSIÓN

http://slidepdf.com/reader/full/amplificador-de-tension 1/27

UN AMPLIFICADOR DE TENSIÓN produce una señal de salida con la misma forma de

onda que la señal de entrada, pero con mayor amplitud.

vo (t )= Av v i(t )

La fuente de señal produce una señal v i (t ) , que se aplica a los terminales de entrada

del amplicador, el cual genera una señal de salida a través de una resistencia de carga

R L conectada a los terminales de salida.

−¿¿

→ Amplificadorinversor¿+¿

¿ AV ¿

GanaciadeTension : A V =vo

vi

→¿



Ganaciade Corriente : Ai=io

ii

=

vo

R L

v i

Ri

= R i

R L

Av

CONFIGURACIONESBÁSICAS

ENTRADA SALIDA

Emisor Común Base ColectorColector Común Base Emisor

Base Común Emisor Colector

Emisor Común con Re Base ColectorPROCEDIMIENTO: !ustituir el transistor por su modelo en pequeña

señal. Condensadores en cortocircuito. "uentes de tensi#n $C corto circuito "uentes de corriente $C circuito a%ierto. !implicar las resistencias. &odos los elementos en paralelo con un

equivalente de cortocircuito introducido se de%er'n eliminar de la red.

Confguracione

!"ica

A# Ai Ri Ro

Emisor Común −gm R L − β

RB /¿r π

si RB≫ rπ → r π

∞

Colector Común

(1+ β ) R L'

rπ + (1+ β ) R L

' ≅1

R E

R E+ R L

∗ R B

RB+ R2

RB /¿ (1+ β ) . R L'

Ro= R E /¿ [ r π + R B/¿ Rs

1+ β ]

Base Común gm R L'

R C

RC + R L

R E/¿[ r π

1+ β ] Rc



Resistenciade alida : Ro=V p

! p

( !e cortocircuita la fuente de entrada) !e quita la carga del circuito* !e coloca una fuente de prue%a en el lugar de la carga y se calcula

+

−¿¿→ Amplificadorinversor

¿+¿¿

AV ¿

Ganaciade Tension: AV =vo

vi

→¿

GanaciadeCorriente : Ai=

io

ii =

vo

R L

v i

Ri

=

R i

R L Av

! C = β ! B ! E=(1+ β ) ! B gm= ! C

25mV =

"

r e

! C = ! [e

V BE

V T ] ! E= ! B+ ! C rπ = β

gm

=V T

! B=

β V T

! C

=(1+ β ) re

A i= ! o

! i

A V =V o

V i

re=25mV

! E

= 1

gm

="

(

V T

! C

)=

"

gm

β= "

1−" " =

β

β+1



CONFIGURACION EMISOR COMUN

V o=−( gm V π ) . R L V i=V π

V i=V s. RB/¿ r π

R s+ RB /¿r π

Gananciade Volta#e: A V =V o

V i=−gm R L

Resistenciade entrada: Ri=V i

! i=

V i

! RB+ ! r

π

= V π

! RB+ ! r

π

= RB /¿r π

Gananciade Corriente : Ai= ! o

! i=−gm V π

! RB+ ! r

π

=−gm . R B/¿rπ


! p

- !e cortocircuita la fuente de entrada !e quita la carga del circuito

/ !e coloca una fuente de prue%a en el lugar de la carga y se calcula



Ro=∞

CONFIGURACION COLECTOR COMUN

V o= ! o . R L V i=V π +V o

! r π =

V π

rπ

! i= ! RB+ ! rπ

! o=gm V π + ! rπ $ rπ =

β

gm

→ ! o= ! rπ ( β+1)

R L

' = R E/¿ R L ¿=lida :



Gananciade Volta#e: A V =V oV i

= ! r

π

(1+ β ) . R L'

rπ ! r π + ! r π

(1+ β ) . R L

' =

(1+ β ) . R L

'

rπ + (1+ β ) . R L

' ≅1

Resistenciade entrada: Ri=V i

! i=

V i

! RB+ ! r

π

= V i

V i

RB

+ V i

rπ + (1+ β ) . R L

'

= RB/¿(1+ β ). R L

'

! RB=

V i

RB

! r π =

V i

r π +(1+ β ) . R L

'

Gananciade Corriente : Ai= ! o

! i=

V o

R L

V i

Ri

= A V ∗ R i

R L

Resistenciade alida : Ro

! %= ! E−gm V π − ! r π =

V %

R E

−gmV π + V %

r π + RB/¿ R

V π = −V %∗rπ

rπ + RB /¿ R

! %=V %

R E

+gm

V %∗rπ

rπ + RB /¿ R

+ V %

r π + R B/¿ R

Ro= R E /¿ [r π + R B/¿ Rs

1+ β ]CONFIGURACION BASE COMUN

V o=gmV π RC



V E= ! π (r π + RB )

! E= ! π −gmV π

Ganancia de Volta#e: A V =V o

V s$ A V

' = V o

V E

A V

' = gm V π R C

! π ( rπ + RB ) =

β RC

r π + R B

A V =

V o

V E∗V E

V

V E

V =¿

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO $FET%:

CONFIGURACIONESBÁSICAS

ENTRADA SALIDA

"uente Común Compuerta $rena0e$rena0e Común Compuerta "uente

Compuerta Común "uente $rena0e



Regionat&racin

EC(AC!)* +E ,)C-LE → ! += ! + .(1−V G

V % )2

! G=0 A

Transcond&ctancia: gm=2 ! +

|V %| ∗[1−V G

V % ]=2 ! +

|V %| √ ! + ! +

=2 - ∗[V G−V % ]

! + (t )=gm∗V G(t )

CIRCUITO E&UI'ALENTE DE CA DE UN (FET

CONFIGURACION FUENTE COMUN



Otros ejemplos de Fuente Común:

AV =V o

V iV o=−gm V G∗(r +/¿ R +) V i=V G A v=−gm∗(r + /¿ R +)

Ri=V i

! i= R

G

Ro=r + /¿ R +



!i se eliminaC

elimi

! o=gm V G+ ! rd− ! ¿ /&e

V r +=V o+V G V o=− ! + R + V G=−( ! o+ ! +) R

! o=

− ! + [1+gm R s+ R

r d

+ R +

r d ]

1+gm R s+ R

rd

1 o=V o

! o=

[1+gm Rs+ R

rd ]

[1+gm R s+ R

r d

+ R +

r d ]∗ R +≅ R +

V i−V G−V R =0

V G=V i− ! + R

V rd=V o−V R

! ' =

V r d

rd

=V o−V R

r d

! +=gmV G+V o−V R

r d

! +=gm [V i− ! + R ]+(− ! + R + )− ( ! + R )

rd

= gm V i

1+gm Rs+ R ++ R

rd

V o=− ! + R += −gm R + V i

1+gm Rs+ R ++ R

rd

Av=V o

V i

= −gm R +

1+gm Rs+ R

+

+ R

rd

≅− gm R +

1+gm

Rs a

! o+ ! +=gm V G V G=−( ! o+ ! +) R

! o+ ! +=−gm ( ! o+ ! + ) R =−gm ! o R −gm ! + R

! o [1+gm Rs ]=− ! + [1+gm R s ]

! o=− ! +

V o=− ! + R += ! o R Ro=

V o

! o = R +



CONFIGURACION DEL (FET EN COMPUERTA COMUN

A V =V o

V i

V i=−V G Ro=r + /¿ R + Ri= R /¿

1

gm

V rd=V o−V i ! r d

=V o−V i

rd

! r d+ ! ++gmV G=0 ! +=−( V o−V i

rd)−gm (−V

V o= ! + R + V o=[−V o+V i

r d

+gm V i]∗ R + V o[1+ R +

rd ]=V i[ R +

r d

+gm R +] A v=[ R +

rd

+gm R +][1+ R +

rd ]

≅gm R +

A V =V o

V iV o=−gm V G∗(r +/¿ R +) V i=V G A v=−gm∗(r + /¿ R +)

Ri=V i

! i= R1/¿ R2

Ro=r + /¿ R +



CONFIGURACION DEL (FET EN DRENA(E COMUN

RESPUESTA EN FRECUENCIA DE LOS B(T ) LOS (FET

a=2 3

$ 3= log2 a

Logaritmo com&n : 3=log10 a

Logaritmo nat&ral: 4=loge a

Pro*ie+a+e:

V o=gmV G∗(r + /¿ R s) V i=V G+V o V G=V i−V o V o=gm (V i−V o )∗(r +/¿ R s)

V o [1+gm(r +/¿ Rs)]=gm V i(r +/¿ Rs) A v= gm(r +/¿ Rs)[1+gm(r + /¿ R s)]

Ri=V i

! i= R

G

Ro=rd/¿ R/¿ 1

gm



log101=0

log10

a

2=log10 a−log10 2

log10 a2=log10a+ log102

log10√ a=1

2log10 a

DECIBELES:

GdB=10 log10

%2

%1

dB

GdB=10 log10

V 22/ Ri

V 12/ Ri

=10log10(V 2

V 1 )2

=20log10(V 2

V 1 )dB

La ganancia en deci%eles de un sistema en cascada es simplemente la suma de las

ganancias en deci%les de cada etapa1

GdB=Gd B1+Gd B2+Gd B3+5+Gd Bn

BA(A FRECUENCIA FRECUENCIA MEDIA ALTA FRECUENCIACondensadores de

acoplamiento activos

2o 3ay condensadores

activos

Capacitancias internas de

transistores activos

CAPACITANCIAS PARASITAS

RESPUESTA EN BA(A FRECUENCIA: AMPLIFICADOR CON B(T



E"EC&4 $EC E2 L5 RE!67E!&5 $E B585 "REC7E2C95

V i= R i V s

Rs+ Ri− # 6 C

V i

V =

Ri

R s+ Ri− # 6 C

= 1

1+ R

R i

− # 6 C

R i

= 1

1+ R

Ri [1− # 6 C

Ri ( 1

1+ R

R i)]=

1

(1+ R

Ri )(1− #

6 C

R i+ R )

6 C

R i+ R

=( 1

2 πf C )( 1

R i+ R )→ +efiniendo : f i= 1

2π ( Ri+ R )C s=f lo7cs

entonces :V i

V =

1

(1+ R

Ri )(1− # ( 1

2 πf C )( 1

R i+ R ))=

1

(1+ R

Ri )(1− #

f if )



Resistenciade entrada : Ri= R1/¿ R2/¿ β re

E"EC&4 $EC c E2 L5 RE!67E!&5 $E B585 "REC7E2C95

f lo7cc=

1

2 π ( Ro+ R L) C c

Ro= R c /¿ r o

E"EC&4 $EC E E2 L5 RE!67E!&5 $E B585 "REC7E2C95

f lo7c E=

1

2π R e C E

Re= R E/¿( R s'

β +re )donde R

' = R /¿ R1/¿ R2



A V = − R c

r e+ R E

RESPUESTA EN BA(A FRECUENCIA: AMPLIFICADOR CON FET

E"EC&4 $EC G E2 L5 RE!67E!&5 $E B585 "REC7E2C95

Ri= RG

f lo 7C G

= 1

2π ( R sig+ Ri ) C G

E"EC&4 $EC C E2 L5 RE!67E!&5 $E B585 "REC7E2C95



f lo 7C C

= 1

2π ( Ro+ R L )C C

Ro= R + /¿ r d

E"EC&4 $EC E2 L5 RE!67E!&5 $E B585 "REC7E2C95

f lo 7C

= 1

2 π R e8 C

Re8= Rs

1+

R (1+gm rd )

(rd+ R + /¿ R L )

$ parar d≅∞ → Re8= R/¿ 1

gm

RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA: AMPLIFICADOR CON B(T



f , i=

1

2π RT , iC i

f , o=

1

2π RT , o C o

RT , i= R /¿ R1/¿ R2/¿ Ri RT , o

= RC /¿ R L/¿ ro

C i=C 7 i+C 2e+C 9 i

=C 7i+C 2e+(1− AV ) C 2c

C o=C 7o+C ce+C 9

o=C 7

o+C ce+(1−

1 AV )C 2c

RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA: AMPLIFICADOR CON FET



f , i=

1

2π RT , iC i

f , o=

1

2π RT , o C o

RT , i= Rsig /¿ R G RT , o

= R +/¿ R L/¿ rd

C i=C 7i+C gs+C 9 i

→ C 9 i=(1− A V ) C gd

C o=C 7o+C ds+C 9

o→C 9

o=(1− 1

A V )C gd



E(EMPLO

!4L7C942

( 9$E2&9"9:7E L4! C565C9&4RE! $E 5L&5 ; B585 "REC7E2C95) C5LC7LE L5 C4RR9E2&E C42 64L5R9<5C942 5 &R5=E! $E :( $E "4R>5 :7E

gm 4 r π 67E$52 !ER E=5L75$4!

12= R B ! B+0,7→12= ! C

β RB+0,7→ ! C =

(12−0,7 ) β R B

! C =1,13mA

gm= ! C

n V T

= 1,13m

(1 ) (0,025 )=

45mA

V

rπ = β

gm

= 100

45m=2,2: ; $ C π =

gm

2πf −C <=

45mA /V

2 π (450 9 , 1 )=16 p/

* E=5L7E EL >4$EL4 E2 B585 "REC7E2C95 $EL C9RC79&4



V i= RB /¿( rπ +r 3 )

RB /¿ ( rπ +r 3 )+ 1

#= C s+ R s

∗V ¿

V o= ! o R L=−gm V π ∗ RC

RC + R L+ 1

#=C c

∗ R L=¿−gm RC V π ∗ #= C c R L

1+ #=C c ( RC + R L )=−gmV π

RC R L

R L+ RC

∗ #=C c ( R L+ RC )

1+ #=C c ( RC + R L )

A V =V o

V i=−gm RC

#=C r π

1+ #= C (rπ + R )∗ #= C c R L

1+ #=C c ( RC + R L )

f 1= =1

2 π =

1

2 π C (r π + R )=

1

2π (10 </ ) (2,2 - ;+1 - ; )=

31,3 rad /s

2π =5 , 1

f 2==2

2 π =

1

2 π C C ( RC + R L)=

1

2π (10 </ ) (5,1 - ;+1 9 ; )=

0,1 rad /s

2π =0,016 , 1

+ E=5L7E EL >4$EL4 E2 5L&5 "REC7E2C95 $EL C9RC79&4

R %=r π /¿( RB/ ¿ R+r 3 )

V T, =V ¿∗r π

r π + R



V i=V π =

1

#=C π

1

#= C π

+ R %

∗V T, = 1

1+ #= C π R %

∗V T, =

1

1+ #= C π R %

∗r π

rπ + R

∗V ¿

V o=−gm V π

[ RC /¿ R L/¿(

1 #= C L )]=−gm V π

RC /¿ R L

#= C L

∗1

RC /¿ R L+( 1

#= C L )=−gm

V π ∗ R

C /¿ R

L

1+ #= ( RC /¿ R L ) C L

A V =V o

V i

=−gm V π ∗ R C /¿ R L

1

1+ #= ( RC /¿ R L) C L∗1

1+ #= R p C π

∗rπ

r π + R

5,1 - ; /¿1 9 ; )14 p/ ¿

2 π ¿

f 3==3

2 π =

1

2π C L ( RC /¿ R L)=

1¿

f 4==4

2π =

1

2π C π R p

=14,5 9 , 1



E8E>6L4 )



CONFIGURACIONES

BÁSICAS

ENTRADA SALIDA

Emisor Común Base Colector

Colector Común Base Emisor

Base Común Emisor Colector

Emisor Común con Re Base Colector

Condensadores en cortocircuito. "uentes de tensi#n $C cortocircuito."uentes de corriente $C circuito a%ierto.&odos los elementos en paralelo con un equivalente de cortocircuito introducido se de%er'n eliminar de la red.

Confguracione!"ica

A# Ai Ri Ro

Emisor Común −gm R L − β

RB /¿r π

si RB

≫ rπ

→ rπ

∞

Colector Común

(1+ β ) R L'

rπ + (1+ β ) R L

' ≅1

R E

R E+ R L

∗ R B

RB+ R2

RB /¿ (1+ β ) . R L'

Ro= R E /¿ [ r π + R B/¿ Rs

1+ β ]

Base Común gm R L'

R C

RC + R L

R E/¿[ r π

1+ β ] Rc

! C = β ! B ! E=(1+ β ) ! B gm= ! C

25mV = " r e

! C = ! [e

V BE

V T ] ! E= ! B+ ! C rπ = β

gm

=V T

! B=

β V T

! C

=(1+ β ) re

A i= ! o

! i A V =

V o

V ire=

25mV

! E=

1

gm

=" (V T

! C )= "

gm

β= "

1−" " =

β

β+1




! p

? !e cortocircuita la fuente de entrada(@ !e quita la carga del circuito(( !e coloca una fuente de prue%a en el lugar de la carga y se calcula

"REC7E2C95 C4R&E 5L&4 B8&

RESPUESTA EN FRECUENCIA DE LOS B(T ) LOS (FET

a=2 3

$ 3= log2 a

Logaritmo com&n : 3=log10 a

Logaritmo nat&ral: 4=loge a

Pro*ie+a+e:

log101=0

log10

a

2=log10 a−log10 2

log10 a2=log10a+ log102

log10√ a=1

2log10 a



DECIBELES:

GdB=10 log10

%2

%1

dB

GdB=10 log10

V 22/ Ri

V 12/ Ri

=10log10(V 2

V 1 )2

=20log10(V 2

V 1 )dB

La ganancia en deci%eles de un sistema en cascada es simplemente la suma de las

ganancias en deci%les de cada etapa1

GdB=Gd B1+Gd B2

+Gd B3+5+Gd Bn

BA(A FRECUENCIA FRECUENCIA MEDIA ALTA FRECUENCIA

Condensadores deacoplamiento activos

2o 3ay condensadoresactivos

Capacitancias internas detransistores activos

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