Sesión 21

Amplificadores Multietapa

Componentes y Circuitos Electrónicos

Pablo Acedo / José A. García Souto

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Amplificadores Multietapa

CONTENIDOSCONTENIDOS

• Justificación de la necesidad de amplificadores multietapa.

• Metodología de análisis de los amplificadores multietapa.multietapa.

• Ejemplo de Amplificador Multietapa

• El par diferencial.

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Justificación

Prestaciones MonoetapaEtapa Rin Rout Av Ai(sc)

EC

ππ rrRb ≈// oc rR // )////( RRrg− Rg β−≈−

EC-RE

CC

ππ rrRb ≈// oc rR //

cR

)////( Lcom RRrg−oinmRg β−≈−

[ ]eob RrR )1(// βπ ++ ( ) eo

Lco

Rr

RR

·1

)//(

β

β

π ++− o

b

ibbo

R

RRββ −≈

+−

[ ]EMob RrR ⋅++ )1(// βπ

( )o

gb RRr

β

π

+

+

1

//( )

( )1

1

1≈

⋅++

⋅+

EMo

EMo

Rr

R

β

β

π

( )b

ibbo

R

RR ++ β1

β

3

T

Aom

máx

ECvV

VrgG −=−≈

BC

mo g

r 1

1≈

+ βπ

ing

invv

RR

RAG

+=

cR ( )α

β

β=

+ o

o

1)//( Lcm RRg+

1≈máx

CCvG

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Amplificadores Multietapa

• TODOS los circuitos integrados analógicos están compuestos de diversas etapas acopladas normalmente en continua, cada una con una misión específica.

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• La primera etapa (etapa de entrada) es la responsable de fijar la impedancia de entrada, luego suele haber una etapa de ganancia (o varias) y una etapa de salida fijando la impedancia de salida y suministrando la corriente a la carga.

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Metodología

• Primero se analiza la primera etapa de forma independiente calculando la tensión de salida (en función de Vg) y la impedancia de salida (Rout1).

• A continuación se ataca la segunda etapa con la tensión

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• A continuación se ataca la segunda etapa con la tensión de salida de la etapa anterior y su impedancia de salida par calcular la tensión de salida de la segunda etapa (y su impedancia de salida)

• Así sucesivamente para todas las etapas.

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Ejemplo (I)

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Ejemplo (II)Rout1

Dout RR =1

7

gDm

Gg

Gout VRg

RR

RV 11

+−=

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Ejemplo (III)

1

1//

βπ

+

+= out

Eout

RrRR

Rout

8

01 β+Eout

( )( ) 1

01

0

//1

//1out

LEout

LEo V

RRrR

RRV

β

β

π +++

+=

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Amplificador Diferencial

• Circuito Básico en Electrónica Analógica (y digital).

• Permite la amplificación de señales diferenciales, además de acoplo directo entre etapas (sin necesidad de condensadores de acoplo). Posibilidad de obtener amplificadores con ganancia en continua.

• Circuito base de los amplificadores operacionales (utilizados en el laboratorio).

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(utilizados en el laboratorio).

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Amplificador Diferencial

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21 BBid vvv −=

2

21 BBc

vvv

+=

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Amplificador Diferencial en Continua

11

221

eeCC

III ==

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Amplificador Diferencial

Pequeña señal

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211 BBc vBvAv += cCMidDMc vAvAv +=1

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Amplificador Diferencial

Pequeña señal. Modo diferencial (I)

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Amplificador Diferencial

Pequeña señal. Modo diferencial (II)

• La salida se puede tomar entre los dos colectores (diferencial):

vvv −=

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• O sólo de uno de ellos (salida unipolar)

21 cco vvv −=

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Amplificador Diferencial

Pequeña señal. Modo Común (I)

15UC3M 2009 CCE - Sesión 21

Amplificador Diferencial

Pequeña señal. Modo Común (II)

16UC3M 2009 CCE - Sesión 21

Amplificador Diferencial

Consideraciones Finales (I)

• Rechazo al Modo Común:

A

CM

DM

A

ACMRR=

• De manera que:

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+=CMRR

vvAv cidDMo

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Amplificador Diferencial

Consideraciones Finales (II)

• El cálculo de las distintas impedancias asociadas a los circuitos planteados quedan como ejercicio.circuitos planteados quedan como ejercicio.

• La respuesta en frecuencia se tratará en el ejercicio propuesto

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Ejercicio Propuesto

Rout

Rin

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Vcc = 15 VIbias= 1 mA

RC1 = RC2 = 10 kΩ RE = 560 Ω Rg = 50 ΩTransistores: β0= βF =250 , VT = 25 mV, VBE=0.6V, Cπ=2 pF, Cµ=0.7 pF

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