Tema_1 Diseño de Amplif

Sin título de diapositivaAmplificador diferencial
Ganancia
Estable con el tiempo
CONCEPTOS BÁSICOS
a) Excitación en Tensión
b) Excitación en Corriente
ve
Generador de tensión ii) Generador de corriente
Interesa R0<<RL Interesa R0<<RL
idealmente R0 = 0 idealmente R0 =
vL
iL
Tensión tensión tensión Av 0
Corriente corriente corriente Ai 0
Tensión corriente transconductancia AG
CONCEPTOS BÁSICOS
Universidad Rey Juan Carlos
Para calcular la impedancia de entrada de un amplificador se anulan las fuentes independientes del mismo, se conecta a la entrada del amplificador una fuente de tensión de prueba (vtest). Se calcula vtest/itest= Zin
Para calcular la impedancia de salida se anulan las fuentes independientes del mismo, se conecta la fuente de prueba a la salida del amplificador. Se calcula vtest/itest= Zout
Amplificador
Definición del problema:¿Cómo separar el circuito de polarización del transistor de la señal que queremos amplificar?
El ppio. de superposición nos dice que hay que anular la fuente de pequeña señal para hallar el punto de trabajo del trt. Al conectar el generador de señal el pto. de trabajo no debe cambiar
Ejemplo: vGS > vT
(para poner al trt en activa)
al cerrar el interruptor vG= 0, el trt. se pone en corte
ACOPLAMIENTO CAPACITIVO
Solución: Acoplamiento Capacitivo
En continua el condensador es un Circuito Abierto (la alterna no interfiere).
En alterna (pequeña señal) los condensadores son Corto Circuitos (se eligen grandes para que cumplan esta condición). Zc = 0 vG =vi
Un problema que surge al usar los C es que en baja frecuencia los condensadores no son corto circuitos y la ganancia disminuye a baja frecuencia
Otro problema que surge al conectar la resistencia de carga es que también puede cambiar el punto de trabajo
Solución: introducir otro condensador entre la salida y la carga
En general la conexión entre varias etapas se realiza mediante condensadores. Otra opción es el acoplamiento directo, pero requiere un diseño complicado. P. ej. el Amplificador Operacional utiliza alimentación simétrica. Se busca V0=0 cuando vi =0
RESUMEN:
Usaremos C para acoplar etapas, la señal de entrada y la resistencia de carga.
En el análisis de continua (DC) los condensadores se sustituirán por CA. Se obtendrá el punto de trabajo de los transistores
En el análisis de alterna (AC) los condensadores se sustituyen por CC
OTROS USOS
Condensador de desacoplo (bypass capacitor)
Puesto en paralelo con una R permite “eliminarla” en el circuito de pequeña señal.
Ejemplo. Resistencia de fuente o de emisor
Diseño de Amplificadores
Efecto del Condensador de desacoplo
Si no hay CE (o se añade una RE adicional) se obtiene un circuito:
Con menor ganancia
RESUMEN
La configuración en Emisor Común es la más adecuada para producir la ganancia requerida en un amplificador.
Incluir una RE adicional (sin condensador) provee varias mejoras a costa de reducir la ganancia.
La configuración en Colector Común tiene aplicación como amortiguador del voltaje, para conectar una fuente de alta resistencia a una carga de baja resistencia y como etapa de salida de un amplificador de varias etapas
AMPLIFICADORES BJT DE UNA ETAPA
RESUMEN
La configuración en Fuente Común es la más adecuada para producir la ganancia requerida en un amplificador.
Incluir una RS adicional (sin condensador) provee varias mejoras a costa de reducir la ganancia.
La configuración en Drenador Común tiene aplicación como amortiguador del voltaje, para conectar una fuente de alta resistencia a una carga de baja resistencia y como etapa de salida de un amplificador de varias etapas
AMPLIFICADORES BJT DE UNA ETAPA
Consta de, al menos, dos dispositivos activos (transistores).
Es un circuito simétrico.
El A. D. ideal es completamente simétrico, con componentes idénticos.
Para hacer el análisis se sustituye la fuente de corriente por una fuente de tensión y una resistencia
A
Despreciando las corrientes que circulan por las resistencias de base
VA = 0 V
VB = - 0.7 V
VRT = |VEE|-0.7
IT = (|VEE|-0.7)/RT
Si es simétrico la mitad de esta corriente circularía por cada uno de los dos emisores.
Ejercicio
Tensión y Corriente de Offset de entrada
En los A.D. reales no todos los elementos son idénticos, esto da lugar a variaciones y diferencias entre tensiones y corrientes idealmente idénticas
Corriente de Offset. Diferencia entre las corrientes de base
Tensión de Offset de salida. Diferencia entre las corrientes de colector
Tensión de Offset de entrada. Es la tensión en DC a aplicar en una de las bases para compensar la tensión de offset de salida.
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
Análisis en Alterna (AC)
El circuito más general es el que tiene dos entradas y dos salidas.
Existen, no obstante, diferentes configuraciones dependiendo de cómo se defina la entrada y la salida.
Entrada diferencial y salida diferencial
Entrada diferencial y salida asimétrica (es la más habitual)
Entrada asimétrica y salida diferencial
Entrada asimétrica y salida asimétrica
Como el A.D. se puede aproximar a un circuito lineal, usaremos el ppio. de superposición
Respuesta a vi1 (vi2 =0)
Para hacer el análisis en alterna sustituimos el trt. por su modelo equivalente en pequeña señal y anulamos la fuente de continua
desfase de 180º de la salida 1 respecto de la entrada 1.
Análogamente:
Al ser el circuito simétrico, se obtendrán resultados similares al considerar la 2ª fuente vi2. Si la entrada es asimétrica (solo hay vi1) y la salida es diferencial v0 = v02-v01 la ganancia es:
De la misma forma
b) Entradas iguales desfasadas 180º, vi1 = -vi2
El A. D. suprime las señales en fase e intensifica las señales desfasadas 180 º
Rechazo en modo común. Las señales en modo común son las que están en fase. El A.D. ideal suprime estas señales, la ganancia en modo común = 0. El A.D. real presenta ganancia en modo común = 0 debido a la tolerancia de las R o a la no igualdad de los parámetros de los trt.

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