REPASO DE AMPLIFICACIÓN

TEMA 1

E.T.S. de Ingenieros de TelecomunicaciónUniv. de Las Palmas de Gran Canaria

CIRC

UIT

OS

ANAL

ÓG

ICO

S (2

º Cu

rso)

© López

REPASO DE AMPLIFICACIÓN

José Fco. López Feliciano – Sebastián López SuárezInstituto Universitario de Microelectrónica Aplicada

Campus Universitario de TafiraTfno.: 928.451247 e-mail: [email protected]

TEMA 1


CIRC

UIT

OS

ANAL

ÓG

ICO

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Temario

• Estructura física y modos de operación• Modelos en DC• Modelos en AC• Aplicaciones• Polarización del transistor• Configuraciones amplificadoras• Amplificadores diferenciales

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Estructura física y modos de operación

• El transistor consiste en dos uniones pn:– Unión emisor-base (EBJ)– Unión colector-base (CBJ)

N NPEMISOR COLECTOR

BASE

MODO EBJ CBJCorte Inversa InversaActiva Directa Inversa

Saturación Directa Directa

CO

LEC

TOR

EM

ISO

R

BA S E

CO

LEC

TOR

EM

ISO

R

B A S E

NPN PNP

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CIRC

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ÓG

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• Característica iC-vCE para un npn

saturación

activa

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CIRC

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ÓG

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• El transistor en modo activo es el que se utiliza en las etapas de amplificación.

E CB

- V BE + - V C B +

)exp( TBESC VvIi CB ii CE ii

ganancia de corriente en base común ( 1) ganancia de corriente en emisor común ( 100 – 200)

Con: = /(1+) = /(1- ) VT=25 mV

iCiB

iE

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CIRC

UIT

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ÓG

ICO

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• Polaridad de tensiones y corrientes en BJT en zona activa.

C

B

E

V CB

V BEC

B

E

V EB

V BC

npn pnp

0.7 V

0.7 V

IB

IC

IE

IB

IE

IC

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CIRC

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Modelos en DC

• Modelos en DC para zona activa

Modelo basado en fuente de corriente controlada por tensión

Modelo basado en fuente de corriente controlada por corriente

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CIRC

UIT

OS

ANAL

ÓG

ICO

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º Cu

rso)

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Ejemplo 1Sea el siguiente circuito. Analizarlo para determinar las tensiones en Todos los nodos y las corrientes en todas las ramas. ¿Qué ocurre si VB=6 V?. Suponer =100?

RC=4

.7 K

RE=3

.3 K

V B=4 V

V C C=10 V

IB

IE

IC

VC

VE

VB

VCB = 1.3 VVBE = 0.7 V

Modo activo

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CIRC

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OS

ANAL

ÓG

ICO

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Ejemplo 2Sea el siguiente circuito. Analizarlo para determinar las tensiones en Todos los nodos y las corrientes en todas las ramas. Suponer =100?

IB

IC

IE

VE

VC

VB

RC=2

KR

E=1

K

V CC=10 V

V DD=-10 V

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Modelos en AC

• Modelos en AC – modelo en – modelo en T

roro

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Modelos en AC

• Modelos en AC – modelo en – modelo en T

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Ejemplo 3Sea el siguiente circuito. Analizarlo para determinar las tensiones en todos los nodos y las corrientes en todas las ramas. Suponer =100?

RC=3

K

V CC=10 V

R BB=100 K

v i

V BB=3 V

RC=3

K

V CC=10 V

R BB=100 K

3 V

IB

IC

VC

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Ejemplo 3Sea el siguiente circuito. Analizarlo para determinar las tensiones en Todos los nodos y las corrientes en todas las ramas. Suponer =100?

RC=3

K

V CC=10 V

R BB=100 K

v i

V BB=3 V

R BB=100 K

v i rv

gmv

R C

vo

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Modelos en AC

• Relaciones entre parámetros en pequeña señal

En función de las corrientes de polarización

En función de gm

En función de re

Relaciones entre y

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Polarización del transistor

• Polarización mediante una fuente de tensión• Polarización mediante dos fuentes de tensión

V C C

R 1

R 2

R C

R E

T )1(

BE

BECCE RR

VVi

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Polarización del transistor

• Polarización mediante una fuente de tensión• Polarización mediante dos fuentes de tensión

V C C

R B

R C

R E

T

-V E E

)1(

BE

BEEEE RR

VVi

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Ejemplo 4Analizar el circuito de la siguiente figura para determinar la tensión en los nodos y las corrientes en todas las ramas.

RC=5

KR

E=3

K

V CC=15 VR

B1=

100

KR

B2=

50 K

RC=5

KR

E=3

K

V CC=15 V

V BB

R BB

CCBB

BBB V

RRR

V

21

2

21 BBBB RRR

IE

IB

IC

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RC=5

KR

E=3

K

V C C=15 V

RB

1=10

0 K

RB

2=50

K

V C C=15 V

RE

2=2

KR

C2=

2.7

K

Q1

Q2

IB2=0

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RC=5

KR

E=3

K

V C C=15 V

RB

1=10

0 K

RB

2=50

K

V C C=15 V

RE

2=2

KR

C2=

2.7

K

Q1

Q2

VB1=4.57 VIB1=0.0128 mAIE1=1.29 mAIC1=1.28 mA

IRC1

IC1

IE1

IE2

IC2

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Configuraciones amplificadoras

• Amplificador universal

V CC

X

Y

ZC 3

C 2

C 1

R CC

R B

R E

-V EE

B

C

E

C1, C2 y C3 tienen valores muy altos y permiten conectar las ter-minales del BJT a una fuente de señal, resistencia de carga o tierra

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• Emisor común

B

E

C

C E

I

R C

R S

vS

V C C

vo

-V EE

vgmv

ro

R C

R S

r

vS

B

E

C

vo

Ri

Ri

Ro Ro

ib

ib

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• Emisor común con resistencia de emisor

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• Base común

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• Colector común (seguidor de emisor)

Ro y RL están en paralelo

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• Tabla resumenEMISOR COMÚN

EMISOR COMÚN CON

RE

BASE COMÚN

SEGUIDOR DE EMISOR

Ri

Ro

AV=Vo/Vs

Ai=io/iS

rrRB LoEeB RrRrR 1

1BS

eE

RRrR

SL

L

RrRR

1

1

L

LE

RRR

1

emB RgrR 1

CR

ee

LC

RrRR

L

LC

RRR

CR

er

Se

LC

RrRR

L

LC

RRR

CoC RrR

S

oLC

RrrRR

L

oLC

RrRR

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• Valores típicosEMISOR COMÚN

EMISOR COMÚN CON

RE=170

BASE COMÚN

SEGUIDOR DE EMISOR

Ri (K) 2.6 16.7 0.03 83

Ro (K) 9.2 9.7 10 0.118

AV=Vo/Vs -36.2 -15.6 0.5 0.89

Ai=io/iS -46.7 -41.7 0.5 8.3

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Amplificadores diferenciales

R C 1 R C 2

V C 1 V C 2

V B 1 V B 2

V E

I

V C C

T

BBE

Vvv

Ii12

1

exp1

T

BBE

Vvv

Ii21

2

exp1

21 iiI

Cor

rient

e de

col

ecto

r nor

mal

izad

a, i C

/I

Tensión diferencial de entrada normalizada, (vB1-vB2)/VT

región lineal

=1

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• Modos de operación– Modo I: señal de entrada en modo común

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• Modos de operación– Modo II: señal diferencial de entrada grande

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• Modos de operación– Modo III: señal diferencial de entrada grande

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ÓG

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• Modos de operación– Modo IV: señal diferencial de entrada pequeña

(pequeña)

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