ConfiguracionesConfiguracionesConfiguracionesbásicas conbásicas conbásicas conTransistoresTransistoresTransistores

FCEIA FCEIA FCEIA --- UNRUNRUNRProf. María Isabel Schiavon

Electrónica I

Configuraciones Básicas

vo=VDD – ix R

ix ≠ 0

dispositivo

conduce

dispositivo cortado

ix=0 vo=VDDR

V

vo

vi

+

-

+

-

dispositivoactivo de 3 terminales

ix

ix=f(vi)

variable de

control

Configuración inversora

Inversor

R

viB

ViB

BE− = CCo Riv −CC V=

B

iBC R

vvii BE = −β=β

zona

activa

( )iB

Co vv

RRv BE −β+= CCV

JCB en polarización inversa

⇒ vCE ≥vBE

saturación

C

CC

C

CCC

C

CC

RvV

RvV

iRV BE.)sat(CE −−

<< =

BECCo vRiv <−= CCV

JCB enpolarización directa

⇒ vCE <vBE

R

BQ1

VCC

E

CR B

C

+

_vi

+vo_

Invers

or

con BJ

T

Inversor BJT1

vo

vi

A

B

CD

E

FG

VCC

VCEsat

corte

satura

ción

BEvRRv

RRv

B

Ci

B

Co β+β−= + CCV

gananciazona

activa

B

C

i

o

RRβ

vv

−=∂∂

saturación)saturación(CEov V=

CCo Riv += CCVvi>VBE(ON)Si vi<VBE(ON) ⇒ vo =VCCiC

vCE

VCC

iB

AB

CD

EF

GC

CCRV

saturación

corte

C

CECCC R

vVi −=recta de

carga

Inversor BJT1

( )SDP

SGSSDD V

I v1v

1i2

λ+

−=Zona co

rriente

constante

PV−≥ SGDS vvsi

( )0,05/V

1 SD

≤λ

≈λ+ v12

P

SGSSDD V

I

−≈

v1i

PV−≤ SGDS vvsi

−

−=

2SD

SDSG

Dv

vv

iPPP

SSD

VV12

V-I

PSG V<< −vviS SD

Zona resistiva

2SDD

SGSD

vi

vvi S

2P

SSD

P

VI

V

=⇒

−=

iD

vDS

Límite continuo entre zona resistiva y zona

de saturación del canal

JFET PV≤⇔ ivconduce

JFET1

vGS≤ VT

corte

0i ≡D

MOSFET

SivGS> VT

( )2vi TSGD VK −≅

conducciónMOSFET

si vDS ≥vGS – VT

LWCµ oxN

zona corriente constante

( ) DSTGSD V-K vv2i =

si vDS < vGS – VTzona

resistiva

AB

CD

EF

VDD

RVDD

RvVi DSDD

D−

=recta de

cargaInversor FET1

R

VDD

vovi

+

-

+

-

Inversor con FET 0vconduce i ≤≤⇔ PVNJFET

ivconduce ≤⇔ TVNMOSSGi vv =

SDo vv = Zona resistivaTV−≤ SGDS vvsi

TV−≥ SGDS vvcorriente constante

VDD

vi

vo

A B

C

D

E

F G

AB

CD

EFR

VDDG

VDD

zona resistivacorte

zona corriente constante

Inversor con FETInversor FET2

( ) RVvKRiv 2TiDo −−=−= DDDD VV

( )Tii

o VvKR2vv

−−=∂∂

zona corriente

constante

Linealizando alrededorpunto de trabajo

( )2TGSD VvKi −=

( )T1T2DD VVV −−−= i2

1o v

KKv

2

1

i

o

KK

vv

−=∂∂

( )( )2T2DD

2T1

VV

V

−−=

−=

o2D

i1D

vKi

vKi

1DS2DS2GS vvv −== DDV

iD

vDS1

iD=K(vDS2-VT2)2

VDD

G2

G1

D1

S1

Q1

D2

Q2

+

vo_

S2

vi+_

D2D1D iii =≡

Inversor

MOSFET

con carg

a activa

Inversor MOSFET

R

V

vovi

+

-

+

-

dispositivoactivo de 3 terminales ix

-vx

Seguido

r

de tensi

ón

vo = vi – vx

ix= f(vx )

BJT

R

viE

ViE

BE− =

vvvR iv

BEio

E Eo

−= =

vv io ∂≈∂

R

BQ1

VCC

E

C

+

_v i +vo_E

iB

iE

zona corriente

constante

iB=(β+1) iE

Seguidor BJT

Seguido

r

de tensi

ón

R

VDD

vo

vi

+

-+

-

G

S

FET

vGS= vi – vo= vi – iDR

R iv Do =

( ) VvvKi 2ToiD −−=

( ) 0VvTViv2KR1vv 2

Tioo2 =−−− −

+ Seguidor FET

V

G1

G2

D2

S2

Q2

D1

Q1

+

vo_

S1

vi

+

_

Seguidor

de tensió

n

con carg

a activa

en zona corriente constante ( ) VvvKi 2

Toi11D 1−−=

( ) 1D2

To22D iVvKi2

== −

1

2

1KK

Ti

o

KK1

Vvv 1

2

+

+=

−

TTT VVV21==

Seguidor MOSFET

BQ1

V

iIN

+vo_

R C

-V

iB

Seguidor de

corriente

R

V

vo

+

-

dispositivoactivo de 3 terminales

ix

-V

iIN

corte

CCo

IN

Vv0i

==

saturación

VC

IN Ri > vo

iIN

VCC

VCEsat-VBE

pendiente

CR1β

β+

−

Seguidor corriente

ININBC ii1β

ββii ≈+

==

C CCCo Ri Vv −=

zona cte. constanteBJT

( ) vKi 2TVIN3D 3

−=

Vvv1

D111 K

iTGSDS +==

Vvv1

D11 K

iTDSo −−=−= VV

VvVv1

331 K

KTINTo

− −−= V

1

3

i

o

KK

vv

−=∂∂

SC MOSFET

Seguidor de corriente con MOSFET

V

Q3

Q2+

vo

_vIN

+

Q1

V1

fuente de corriente

seguidor de corriente

carga

V1 cercano V/2

vo

vi

AB

CD

EF

G

V

( ) RVvKRiv 2TiDo −−=−= DDDD VV

( )Tii

o VvKR2vv

−−=∂∂

vi

voA B

C

D

E

F G

R

V

vovi

+

-

+

-

BEvRRv

RRv

B

Ci

B

Co β+β−= + CCV

B

C

i

o

RRβ

vv

−=∂∂

ganancia

zona activa

o de corriente

constanteR

BQ1

V

E

CR B

C

+

_vi

+vo_

Inversor

V

G2

G1

D1

S1

Q1

D2

Q2

+

vo_

S2

vi+_

( )T1T2DD VVV −−−= i2

1o v

KKv

2

1

i

o

KK

vv

−=∂∂

Resumen inversores

AmplificaciónAmplificaciónAmplificación

amplificación lineal.la salida reproduce fiel y

proporcionalmente mayor la entrada. No produce

distorsión en la forma.

lineal o no lineal.

¿potencia?

amplificación no lineal.la salida esta correlacionada con la entrada pero no seráuna réplica exacta y proporcional de la misma

Señalvariación o cambios de tensión o corriente, que conllevan una información a trasmitir

digital

analógica

Amplificación

AmplificadoresAmplificadoresAmplificadores sus señales de salidareproducen en forma

proporcionalmentemás grande los cambios

de las señales de entrada

la potencia disponible en lasalida es mayor que la queprovee la señal de entrada

ganancia depotencia de señal

Amplificadores

Fija un punto detrabajo en continua

para el transistorzona decorriente constante

Polarización

Compatible con la excursión de señal de salida requerida

Mínima potencia disipadaEstable e independiente de la dispersión

Punto detrabajo

AmplificadorAmplificadorAmplificadorganancia de

potencia de señal

la señal de entrada controla la potencia que una fuente de

continua entrega a una carga

Amplificador

Limitaciones de potencia

PotenciaFET iD v DS

PMAXPotenciaBJT

iB vBE + iC vCE

JFETBVDSO ≥ 20 V

BVGSO = BVGDO ≥ 30 V

MOSFETBVDSO ≥30 V

BVGSO = BVGDO ≥100 V

BJTBVEB0 ~-6V/-8V

BVCEO ≈BVCB0 >30V

Tensiones

de Ruptura

Datos fabricante

PMÄX

IDSS ,VP

BVGSO, BVDSO

JFET PMÄX

VT , K (iD@vGS)

BVGSO, BVDSO

MOSFET

βTIP (βmin, βmáx) PMÄX

ICMAX (iC@βMIN)

BVCEO BVCBO BVBEO

BJT

Datos

R

BQ1

V

E

CR B

C

+vI

+vo_

V

V/Rc

iC

vCE

Q

JBE enpolarización directa

JBC en polarización inversaZona activ

a

vI=VBB+VM senωt

ICQ, VCEQPunto Trabajo

emisor comúnbase común

colector común

BJTfuente comúnpuerta comúndrenaje común

FET

Terminal comúnterminal de excitaciónterminal de salida

Etapasamplificadoras

básicasFET PolarizadoBJT Polarizado

Etapas básicas

R

BQ1

VCC

E

C

RR1

R2

E

C

RSR1

R D

VDD

R2

RD

VDD

RF

BJT FET

circuitos de polarización típicos