Tema 10: Amplificación en frecuencia. - cartagena99.com en... · 10.3 Ejemplo de análisis en baja...

1

Tema 10: Amplificación en

frecuencia.

Contenidos

10.1 Objetivos

10.2 Introducción

10.3 Ejemplo de análisis en baja frecuencia SCRS.

10.4 Método de las Constantes de Tiempo en

Cortocircuito

10.5 Ejemplos de análisis en alta frecuencia

10.6 Método de las constantes de tiempo en circuito

abierto

2

10.1 Objetivos

Analizaremos la respuesta en frecuencia de distintos tipos de amplificadores.

Identificando las causas de las diferentes respuestas

•Saber analizar amplificadores que operen en cualquier rango

de frecuencias

•Saber diseñar amplificadores que operen en cualquier rango

de frecuencias

3

10.2 Introducción

3

•En general, cualquier amplificador tiene una respuesta en frecuencia que viene

determinada fundamentalmente por la existencia de condensadores en el circuito.

•Condensadores Externos

de Acoplo, Desacoplo y

Polarización C ↑

wCZC

1

•Condensadores internos

de los transistores, C ↓

w↓ w↔ w↑

C. Internos

(↓ ↓)

C. Externos

(↑ ↑)

•Zona Central de Ganancia Máxima

4

10.3 Ejemplo de análisis en baja

frecuencia SCRS.

4

C. Externos

(↑ ↑)

Pequeña señal a w ↓

ZS

ZL

1

1

sCR

R

sCRZ

SS

S

S

SS

1

1

1

sCRR

sCRR

RsC

RZ

LLD

LLD

L

L

DL

5


frecuencia SCRS.

5

•Configuración SCRS

entre vo’ y vg

vi

vgAv

vo

vo

vi

vg

vg

vo

vo

vo

vi

voAv RSSC ,

'

'

'

Ri=∞

Sm

Lmro

OLS

LRSSC

Zg

Zg

rZZ

ZAv

vg

vo

1)1(

',

11'

sCR

sCR

sCR

R

vo

vo

LL

LL

L

L

L

111

1

1

sCRR

sCR

sCRR

R

vi

vg

eP

P

eP

P

6


frecuencia SCRS.

6

•Configuración SCRS

entre vo’ y vg

Ri=∞

1

1

1

111 1

1

Sm

SS

SS

LLD

LL

eP

P

Sm

Dm

Rg

sCR

sCR

sCRR

sCR

sCRR

sCR

Rg

RgAv

111

1

1

321

2

PPP

Z

Sm

Dm

w

s

w

s

w

s

w

ssK

Rg

RgAv

eP

PLDm

RR

RRRgwAv

)(Coincide con la ganancia

a frecuencias medias

7

10.4 Método de las Constantes de

Tiempo en Cortocircuito

7

En w ↓ realmente sólo queremos conocer wL

Método de las constantes de tiempo en cortocircuito

Si Ǝ un polo dominante con frecuencia mucho

mayor que el resto (esto es lo habitual):

polos

i ii

polos

i

iLCR

ww11

1Ci ≡ capacidad del condensador

Ri ≡ Resistencia Thevenin que se ve

entre los bornes del condensador con

el resto de condensadores como

cortocircuito

8

10.5 Ejemplos de análisis en alta

frecuencia

8

Vamos a estudiar que sucede con la relación entre

ic y la ib en alta frecuencia

sCvvgivgi

sCCr

vi

mmc

b

srCC

rsCg

i

i m

b

c

)(1

)(

srCCi

i

b

c

)(1

Ganancia de un transistor en función de la frecuencia

sCgm En un rango amplio de frec.

9


frecuencia

9

srCCi

i

b

c

)(1

Ganancia de un transistor en función de la frecuencia

1)(

)(

1

wi

iw

srCCw

b

c

wrCC

wjwrCC

wi

i

b

c

)()(1

1)(

•wβ ≡ Frecuencia de Corte

de β

•wζ ≡ Frecuencia de

ganancia unidad

10


frecuencia

10

Ganancia de un transistor en GC

11


frecuencia

11


1)1Re(

Re

)1Re(

)1Re(Re11Re

11

SmS

gsS

SmS

S

SmSgsS

S

gsm

S

gsm

S

i

S

RgR

sCR

RgR

R

RgRsCR

R

sCgR

sCgR

v

v

s

gdL

Lm

gd

Lsmo vsCR

Rg

sCRvgv

1

1

12


frecuencia

12


11)1Re(

Re

1

)1Re(

sCRRgR

sCRRgR

RRg

v

v

gdL

SmS

gsSSmS

SLm

i

o

11)1

Re(

1)

1Re(

Re

sCRsCgm

Rgm

RRg

v

v

gdLgsS

SLm

i

o

Coincide con la ganancia

a frecuencias medias

)1

Re(Re

)0(gm

RRg

wAv SLm

11

1)0(

ba

v

i

o

w

s

w

swA

v

v

13


frecuencia

13

Condensadores en serie en alta frecuencia. Efecto Miller

14


frecuencia Condensadores en serie en alta frecuencia. Efecto Miller

Aplicamos el T. Miller a Cμ

K es la ganancia

de un EC (↑↑) Cμ

Sin Condensadores LmECv RgAK '',

Aproximación 2

Aproximación 1

15


frecuencia

15


Equiv. Thevenin

rrRRI

VR bbPe

Test

TestTh ||))||(( '

i

bbbbPe

bbPTh v

rr

r

rrRR

rrRV

''

'

)(||

)(||

vsC

Rgv Lmo

1||''

AT i

LmTh

T vsRgCCR

Av1)''1((

1

16


frecuencia

16


1)''1((

1

1''

1''

sRgCCRsCRARg

v

v

LmThL

TLm

i

o

1

1

1

1''

ba

TLm

i

o

w

s

w

sARg

v

v

ab

b

ww

wK

17

10.6 Método de las constantes de tiempo

en circuito abierto

17

En w ↑ realmente sólo queremos conocer wH

Método de las constantes de tiempo en circuito abierto

Si Ǝ un polo dominante con frecuencia mucho

menor que el resto (esto es lo habitual):

i

polos

i

i

polos

i iH

CRww

11

11Ci ≡ capacidad del condensador

Ri ≡ Resistencia Thevenin que se ve

entre los bornes del condensador con

el resto de condensadores como

circuitos abiertos

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