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MODELOS DE PEQUEA SEAL: EL MODELO HBRIDO Se eliminan las fuentes
DC
El modelo tambin aplica para transistores pnp sin cambio de
polaridades
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MODELOS DE PEQUEA SEAL: EL MODELO T Se eliminan las fuentes
DC
Este modelo muestra explcitamente la resistencia de emisor re en
lugar de la resistencia de base r
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APLICACIN DE LOS MODELOS EQUIVALENTES DE PEQUEA SEAL
1.- Determinar el punto de operacin del BJT considerando solo
las fuentes DC. 2.- Calcular los valores de los parmetros de pequea
seal: gm, r, re 3.- Elimine las fuentes DC sustituyendo las fuentes
de voltaje por un cortocircuito y las fuentes de corriente por un
circuito abierto. 4.- Reemplace el BJT por uno de sus modelos de
pequea seal. 5.- Resuelva el circuito para obtener las variables
deseadas.
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EL EFECTO EARLY EN LOS MODELOS DE PEQUEA SEAL La corriente de
colector IC tambin depende de vCE
La relacin entre IC y vCE es una resistencia cuyo valor es
(VA+VCE)/IC VA/IC Esta resistencia se coloca en los modelos entre C
y E
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CONFIGURACIN EMISOR COMN
Para qu son los condensadores? Para acoplamiento de las seales
AC
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MODELO EQUIVALENTE AC UNA VEZ CALCULADO EL PUNTO DE OPERACIN
Resistencia
de entrada
Voltaje de entrada al amplificador
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En la salida
Si vi = v
Si la carga no est conectada
Resistencia de salida
La ganancia cuando se conecta
una RL especfica
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La ganancia total de la fuente a la carga
Si RB mucho mayor que r
Si Rsig mucho menor que r
Ganancia de corriente
en cortocircuito (se reduce a )
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CONCLUSIONES SOBRE LA CONFIGURACIN EMISOR COMN
El emisor comn tiene altas ganancias de voltaje Av y de
corriente en cortocircuito Ais
pero la resistencia de entrada Rin es baja y la resistencia de
salida Rout es relativamente alta
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CONFIGURACIN EMISOR COMN CON RESISTENCIA DE EMISOR
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MODELO EQUIVALENTE AC UNA VEZ CALCULADO EL PUNTO DE OPERACIN
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Resistencia de entrada
La resistencia de entrada es mucho mas alta. Multiplicar por
+1 se denomina reflexin hacia la base
Ganancia de entrada
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La ganancia sin carga puede escribirse
La resistencia RE reduce la
ganancia de voltaje
Resistencia de salida
Ganancia de corriente en cortocircuito
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Ganancia total de la fuente a la carga
Sustituyendo Rin por RB // Rib, considerando que RB>>Rib y
sustituyendo Rib resulta:
El voltaje base-emisor o v es una fraccin del voltaje de entrada
por lo tanto se pueden aplicar voltajes de mayor amplitud en la
entrada sin que haya distorsin
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CONCLUSIONES SOBRE LA CONFIGURACIN EMISOR COMN CON RESISTENCIA
DE EMISOR
1.- La resistencia de entrada Rib aumenta por el factor
(1+gmRe)
2.- La seal de entrada puede aumentarse por el factor
(1+gmRe)
3.- La ganancia de voltaje total es menos dependiente de . Si la
resistencia Rsig es mucho menor que ( +1)(Re +re) la ganancia de
voltaje total es prcticamente independiente de .
4.- La ganancia de voltaje de base a colector, AV, se reduce por
el factor (1+gmRe). Esta es la desventaja que presenta este
amplificador, a cambio de las otras ventajas indicadas.
5.- Al realizar el anlisis en frecuencia se observa que la
respuesta a altas frecuencias de esta configuracin es mejor que la
de la configuracin emisor comn sin resistencia de emisor.
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CONFIGURACIN BASE COMN
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MODELO EQUIVALENTE AC UNA VEZ CALCULADO EL PUNTO DE OPERACIN
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Resistencia de entrada: Por inspeccin:
Nota: Si la polarizacin no se realiza con la fuente de corriente
sino con una resistencia RE entre Emisor y -VEE, la resistencia de
entrada es el paralelo de RE con rE
Para calcular la ganancia de voltaje:
La corriente de emisor es:
Por lo tanto la ganancia de voltaje es:
Tiene signo positivo. La ganancia en circuito abierto es:
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La resistencia de salida es:
La ganancia de corriente en cortocircuito es:
La relacin de voltaje entre el voltaje de la fuente y el de
entrada al amplificador es
Dado que re es del orden de los pocos ohmios, esta relacin puede
ser pequea. La ganancia total se ve afectada por este factor
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CONCLUSIONES SOBRE LA CONFIGURACIN BASE COMN
1.- La resistencia de entrada es muy baja
2.- La ganancia de corriente de cortocircuito Ais es
aproximadamente 1.
3.- La ganancia de voltaje en circuito abierto es como la de la
configuracin emisor comn, pero la ganancia de voltaje total es
mucho ms baja.
4.- La resistencia de salida es igual a la de las otras
configuraciones analizadas: RC.
5.- Esta configuracin es excelente para el diseo de
amplificadores de alta frecuencia.
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CONFIGURACIN COLECTOR COMN O SEGUIDOR DE EMISOR
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MODELO EQUIVALENTE AC UNA VEZ CALCULADO EL PUNTO DE OPERACIN (SI
EXISTE RESISTENCIA DE EMISOR
EST EN PARALELO CON RL)
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REUBICACIN DE LA RESISTENCIA r0 YA QUE EST CONECTADA ENTRE
EMISOR Y TIERRA
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APLICACIN DE LA REFLEXIN DE RESISTENCIAS HACIA LA BASE
CLCULO DE LA RESISTENCIA DE ENTRADA Rin = RB//Rib
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EQUIVALENTE THEVENIN HACIA LA IZQUIERDA DE LA BASE
Ganancia
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APLICACIN DE LA REFLEXIN DE RESISTENCIAS HACIA EL EMISOR
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OTRA FORMA DE CLCULO DE LA GANANCIA TOTAL GV
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Resistencia de salida
Es una resistencia de valor reducido
Si rO es mucho mayor que las otras resistencias
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CONCLUSIONES SOBRE LA CONFIGURACIN COLECTOR COMN O SEGUIDOR DE
EMISOR
1.- La resistencia de entrada es elevada.
2.- La resistencia de salida es reducida.
3.- La ganancia de voltaje es menor que 1 pero cercana a ese
valor.
4.- Es til para acoplar un circuito de alta impedancia de salida
(considerado como fuente) con otro circuito de baja impedancia de
entrada (considerado como carga).
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EJERCICIO: EMISOR COMN CON RE
Punto de operacin
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Parmetros del modelo
Circuito AC de pequea seal
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Circuito simplificado con reflexin de la impedancia de emisor
hacia la base
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La ganancia de voltaje es reducida, debido al efecto de la
resistencia de Emisor.
La resistencia de entrada es elevada.
La resistencia de salida es igual a la de la configuracin Emisor
comn.
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CONDENSADORES DE ACOPLE Y DESACOPLE
En el amplificador Emisor Comn mostrado hay tres condensadores:
*Entre el generador de entrada y la base del transistor: La seal AC
no afecta el punto de operacin. *En la salida, para conectar a l la
resistencia de carga: La carga no afecta el punto de operacin *En
paralelo con la resistencia de Emisor: La resistencia RE no afecta
la ganancia AC. Para el anlisis AC la impedancia de los
condensadores se considera infinita.
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RECTA DE CARGA EN DC Al hacer el anlisis, y especialmente el
diseo de un amplificador, hay que estudiar con cuidado las rectas
de carga. Para el anlisis en DC se considera el circuito mostrado,
se determina el punto de operacin y se ubica la recta de carga en
el plano IC vs VCE. Al disear, es usual ubicar el punto de operacin
para tener el mayor rango de amplificacin posible.
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RECTA DE CARGA EN AC Al conectar la fuente y la carga a travs de
los condensadores y desacoplar la resistencia de Emisor, la
pendiente de la recta de carga, sobre la que verdaderamente va a
realizar su excursin la seal de salida, se modifica. Con
condensador de emisor: mAC = Sin condensador de emisor: mAC =
