e2 06 Modelo Parametros h

1Por Dr. Martín Javier Martínez Silva y Dra. María Susana Ruiz Palacios

1.2- Amplificadores con un Transistor Bipolar1.2.1- Configuraciones básicas y polarización1.2.2- Modelo con parámetros híbridos del

transistor1.2.3- Amplificador emisor común básico (EC)1.2.4- Amplificador base común (BC)1.2.5- Amplificador colector común (CC) y reflejo

de impedancias en el BJT1.2.6- Otros Amplificadores con un transistor


Configuración Emisor Común

beBEQBE vVv +=

ceCEQCE vVv +=cCQC iIi +=bBQB iIi +=

DC+ACEn señal pequeña


En el análisis en AC

E E

B C

+

_

+

_

Modelo de señal pequeña

¿ ?

BJT


Teoría de redesRedes de 1 puerto

(monopuerto)

Redes de 2 puertos

(bipuerto)Redes de N puertos

+_

+_

+_

+_

+_

+_

.

.

.


Caracterización de monopuertos )(vfi =

+_

Control por voltaje

Control por corriente

)(vfi =

)(ifv =

v

i

)(ifv =

El resistor linealRiv =

vR

i 1=

NO LINEALES


Caracterización de bipuertos

+

_

+

_

Red lineal de 2 puertos

Se escogen dos variables dependientes y dos independientes (6 opciones)


2121111 vhihv +=

2221212 vhihi +=

Representación híbrida 1 de un bipuerto lineal

+

_


Parámetros híbridos

Son constantes para un transistor y para una condición de polarización específica

+_


2121111 vhihv +=

2221212 vhihi +=

+

_


02 =vSalida en corto

circuito

01

111

2=

=vi

vh

01

221

2=

=vi

ih

Impedancia de entrada con salida en corto circuito

Ganancia directa de corriente con salida en corto circuito

OHMS

ADIMENSIONAL


2121111 vhihv +=

2221212 vhihi +=

+

_


+_01 =i

Entrada en circuito abierto

02

112

1=

=iv

vh

02

222

1=

=iv

ih

Ganancia inversa de voltaje con entrada en circuito abierto

Admitancia de salida con entrada en circuito abierto

ADIMENSIONAL

SIEMENS


01

111

2=

=vi

vh

01

221

2=

=vi

ih

Impedancia de entrada con salida en corto circuito

Ganancia directa de corriente con salida en corto circuito

02

112

1=

=iv

vh

02

222

1=

=iv

ih

Ganancia inversa de voltaje con entrada en circuito abierto

Admitancia de salida con entrada en circuito abierto

ih

rh

oh

fh

INPUT

FORWARD

REVERSE

OUTPUT

211 vhihv ri +=

212 vhihi of +=


Circuito equivalente

+

_

+

_


211 vhihv ri +=

212 vhihi of +=

(Suma de voltajes)

(Suma de corrientes)


Modelo en emisor común

+

_

+

_


E E

B C

+

_

+

_Modelo de

señal pequeña

BJT

211 vhihv ri +=

212 vhihi of +=cerebiebe vhihv +=

ceoebfec vhihi +=


¿Cómo obtener los parámetros hde un transistor?


hie

0=

=cevb

beie i

vh

tIi bmb ωsin=

tVv bembe ωsin=

cerebiebe vhihv +=

Tomando el caso de hie

Recordando que para excitación senoidal

tVv cemce ωsin=

Cuando vce=0 entonces

CEQceCEQCE VvVv =+=

CEQCEce Vvbm

bem

vb

beie I

Vivh

==

==0

Sustituyendo y simplificando


CEQCECEQCE VvB

BE

Vvbm

bemie i

vI

Vh==

∆∆

==

CEQCE Vv =CEQCE Vv =

1- Se elige un punto alrededor del punto Q que satisfaga la condición (vCE=VCEQ).

2- Se identifican los incrementos.

3- Se dividen.

Usando las curvas características BE


Ejemplo: Usando las curvas características mostradas, obtener hie sabiendo que IBQ=50µA y VCEQ=10V

Solución: De las curvas

( )( ) Ω=

−= k3

A50-60V78.081.0

µieh

Punto Q

Se escoge

VCEQ


Comparando con las definiciones de resistencia dinámica de un diodo, se llega a la conclusión de que hie corresponde a la resistencia dinámica de la unión BE. Entonces hie se puede estimar usando

βBQ

T

BQ

Tie I

VIVh ==

hie como resistencia dinámica


hre

0=

=bice

bere v

vhcerebiebe vhihv +=BQB IiCE

BEre v

vh=

∆∆

=

Ejemplo: Usando las curvas características mostradas, obtener hie sabiendo que IBQ=50µA y VCEQ=10V

Punto Q

Se escoge

Solución: De las curvas

( )( ) S104

V1020V78.082.0 3−×=

−−

=reh

IBQ


hfe

0=

=cevb

cfe i

ihceoebfec vhihi +=CEQCE VvB

Cfe i

ih=

∆∆

=


Ejemplo: Usando las curvas características mostradas, obtener hfesabiendo que IBQ=50µA y VCEQ=10V

CEQCE VvB

Cfe i

ih=

∆∆

=

Solución: De las curvas CE

Punto Q

Se escoge

( )( ) 100

A50-60mA4.64.7

=−

=µfeh

VCEQ


Relación de hfe con βUsualmente β es numéricamente muy parecida a la hfe de un transistor

β≈feh


hoe

0=

=bice

coe v

ihceoebfec vhihi +=BQB IiCE

Coe v

ih=

∆∆

=


Ejemplo: Usando las curvas características mostradas, obtener hoesabiendo que IBQ=50µA y VCEQ=10V

Solución: De las curvas CE

Punto Q Se escoge

( )( ) S24

V10-15mA4.652.6 µ=

−=oeh

BQB IiCE

Coe v

ih=

∆∆

=

IBQ


Voltaje Early

A

CQ

IiCE

Coe V

Ivih

BQB

=∆∆

==

VA – Voltaje Early

Extendiendo las cuasi-rectas de la región activa, convergen en un punto

Por triángulos semejantes


Ejemplo: Determinar el voltaje Early del transistor del ejemplo anterior.

S24 µ=oeh con mA4.6=CQI

Solución:

Del ejemplo anterior

entonces

V2671024104.6

6

3

=××

== −

−

oe

CQA h

IV


Modelos simplificados

( )0=reh

Valores típicos:

100≈fehΩ≈1000ieh

410−<rehS10 4−<oeh

( )0,0 == oere hh

Modelo completo

Modelo simplificado 1 Modelo simplificado 2

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