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Amplificador colector común Seguidor por emisor y par Darlington y Darlington complementarios. Amplificadores de corriente...
Amplificador Colector ComúnEl diagrama del circuito de un amplificador a transistor en colector común seve en la figura 1(...
Se ve que la resistencia de entrada Ri de un seguidor emisor es muy alta(cientos de kilohms) y la resistencia de salida Ro...
Resistencia de EntradaLa resistencia de entrada Ri es la relación Vb/Ib. Usando la KVL para la mallaexterna en la figura 1...
La resistencia Ro’ es la resistencia Thévenin vista desde los terminales X – Y.Como el voltaje Thévenin es simplemente Vo ...
Recta de carga en DCEn la figura 2(a) los valores grandes de R2 saturarán el transistor, produciendouna corriente de satur...
Recta de carca AC. O para señalLa resistencia para señal es menor que la resistencia para DC. Por lo tanto,cuando la señal...
Para cualquier punto Q por tanto, el pico máximo de salida es:            MP = ICQre o VCEQ según cual sea el menor     (1...
Dos transistores conectados en cascada, donde la ganancia de corriente totales el producto de las ganancias individuales.C...
βC = IC/Ib1 = β(β+2) ≈ β2         (13)Para β>>2. Para β = 100, β2 = 104 claramente, la ganancia de corriente esmucho mejor...
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Amplificador colector común clase 8

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Amplificador colector común clase 8

  1. 1. Amplificador colector común Seguidor por emisor y par Darlington y Darlington complementarios. Amplificadores de corriente y potencia
  2. 2. Amplificador Colector ComúnEl diagrama del circuito de un amplificador a transistor en colector común seve en la figura 1(a). Esta configuración es llamada también Seguidor Emisor,porque la ganancia de voltaje es cerca de la unidad (Ec. 6), y entonces uncambio de voltaje en la base aparece como un cambio igual a través de lacarga del emisor. En otras palabras, el emisor sigue la señal de entrada. + VCC C B B r E > +V _ Ib + X > Rs E Rs rr Io + Re V o Io g m V rrV s Re V o V s > < < _ > _ Y < < Ri Ro Ro * C Ri Ro Ro (a ) F ig . 1 (b )
  3. 3. Se ve que la resistencia de entrada Ri de un seguidor emisor es muy alta(cientos de kilohms) y la resistencia de salida Ro es muy baja (unos ohms).Entonces el uso más común del circuito de Colector Común es como etapaimpulsora la cual hace la función de transformar la resistencia (de alta abaja) sobre un amplio rango de frecuencias, con una ganancia de voltajecercana a la unidad. En suma, el seguidor emisor incrementa el nivel depotencia de la señal, que es, dando una ganancia de potencia.El circuito equivalente del seguidor es la figura 1(b). Nótese que el colectorestá puesto a tierra con respecto a la señal ac. (pues la fuente VCC sereemplaza por un corto circuito). La ganancia de corriente En la figura 1(b) la corriente de salida, usando la KCL en E (emisor) da que: Io = - Ib – gmVπ (1) Y Vπ = Ib rπ (2) Combinando las dos ecuaciones, e identificando que β = gmrπ y haciendo la relación Io/Ib entonces tenemos: Ai = Io/Ib = - (β + 1) (3)
  4. 4. Resistencia de EntradaLa resistencia de entrada Ri es la relación Vb/Ib. Usando la KVL para la mallaexterna en la figura 1(b) obtenemos que: Vb = Ibrπ – IoRE (4)Sustituyendo Io en la ecuación (3) y dividiendo por Ib tenemos que: Ri = Vb/Ib = rπ + (1+ β)RE (5)En la ecuación observamos que Ri para el seguidor emisor esconsiderablemente mayor que Ri = rπ para una etapa emisor común, inclusopara valores pequeños de RE porque β >> 1.Ganancia de VoltajeEl voltaje de salida Vo = - IoRE , entonces Vs = IbRs + Vb usando la ecuación (3) y(4) aciendo algunas manipulaciones algebraicas tenemos: Av = Vo/Vs = [(β+1)RE]/[Rs+rπ+ (β+1)RE] = [(β+1)RE]/[Rs+Ri] (6)Para (β+1)RE >> Rs+rπ como es el caso usual, Av es aproximadamente launidad (pero ligeramente menor que la unidad).Resistencia de Salida
  5. 5. La resistencia Ro’ es la resistencia Thévenin vista desde los terminales X – Y.Como el voltaje Thévenin es simplemente Vo = AvVs, determinando lacorriente de corto circuito Isc de Ro’ = Vo/Isc. Obsérvese que Isc = - Io, y dejandoRE = 0 (corto circuito), podemos obtener: Ro’ = {[(Rs+rπ)RE/(β+1)]/[(Rs+rπ)/(β+1)]+RE} (7)La ecuación nos indica que Ro’ es la combinación en paralelo de RE y laresistencia (Rs+rπ)/(β+1). En la figura 1(b) observamos que Ro’ = Ro//RE yentonces tenemos: Ro = (Rs+rπ)/(β+1) (8)Obsérvese que la resistencia de salida es una función de la resistencia de lafuente Rs. Porque β>>1, Ro de un seguidor emisor es pequeña (omhs) encomparación con la resistencia de entrada, la cual es grande (cientos deKilohms). excursión de SeñalMáximaEn un diseño de un seguidor emisor, el punto Q estará en el centro de larecte de carga para obtener la máxima excursión de señal de salida (MPP:máximo pico a pico).
  6. 6. Recta de carga en DCEn la figura 2(a) los valores grandes de R2 saturarán el transistor, produciendouna corriente de saturación de: IC(sat) = VCC/RE (9)Los pequeños valores de R2 llevarán el transistor a corte, produciendo unvoltaje de corte de: VCE(corte) = VCC (10)La figura 2(b) muestra la recta de carga en continua con el punto Q + V C C > R 1 Ic V c c /R e R L V in R 2 Q* R E V c e > (a ) 0 V c c F ig 2 (b )
  7. 7. Recta de carca AC. O para señalLa resistencia para señal es menor que la resistencia para DC. Por lo tanto,cuando la señal alterna entra, el punto instantáneo de operación se muevea lo largo de la recta de carga AC., tanto la corriente de señal pico a pico yvoltaje están determinados por la recta de carga AC. Ic R e c ta d e Como la recta de carga AC. Tiene una > c a rg a A C . pendiente mayor que la de DC., entonces la Q * R e c ta d e c a rg a D C . máxima excursión de salida siempre es 0 V cc >V ce menor que la fuente de voltaje. F ig 3 MPP < VCE (9)Máxima excursión de señal a la salidaCuando el punto Q está por debajo del centro de la recta de carga para AC.El pico máximo de salida (MP) es: MP = ICQre Por otro lado si el punto Qestá por encima del centro de loa recta de carga AC., el pico máximo desalida es: MP = VCEQ
  8. 8. Para cualquier punto Q por tanto, el pico máximo de salida es: MP = ICQre o VCEQ según cual sea el menor (10) Y por lo que la máxima excursión de salida es dos veces esa cantidad MPP = 2MP (11)Cuando el punto Q está en el centro de la recta de carga AC., entonces: ICQre = VCEQ (12) Ic Ic > > Q * Q * V ce V ce > > Ic q . r e V ce > < > < Conexiones Darlington Una conexión Darlington consiste en dos transistores conectados en
  9. 9. Dos transistores conectados en cascada, donde la ganancia de corriente totales el producto de las ganancias individuales.Como la ganancia de corriente es mucho mayor, una conexión Darlingtonpuede tener una impedancia de entrada muy alta y producir corrientes desalida muy grandes. Usados como reguladores de voltaje y amplificadores depotencia.Par DarlingtonLos CC-CC en cascada mostrados en la figura 4, son llamados a menudo comotransistores Darlington o par Darlington. La fuente de corriente IEE se usa paraproveer de polarización el circuito. +VC CPara el transistor compuesto (entre líneas C Ic < <punteadas), Ib1 es la corriente de entrada y IC = IC1 Ic 1 Ic 2 B Q 1 <+ IC2 l cual es la corriente de salida. Obsérvese > Ib 1 Q 2que la corriente de la señal de entrada en Q2 esla corriente del emisor de Q1. Entonces IC2 = βIb2 =β(β+1)Ib1 y IC = IC1+IC2 = βIb1+ β(β+1)Ib1 F ig 4 EPor lo cual la ganancia de corriente del transistorcompuesto βC es:
  10. 10. βC = IC/Ib1 = β(β+2) ≈ β2 (13)Para β>>2. Para β = 100, β2 = 104 claramente, la ganancia de corriente esmucho mejor.El transistor Darlington es a menudo usado como un seguidor emisor. Losextremados altos valores de βC hacen que AV virtualmente la unidad, Riextremadamente grande y Ro extremadamente pequeña.En el análisis para un Darlington es similar al del CC, excepto que hay dostransistores y por tanto dos caídas VBE por lo que el voltaje DC en el emisorde salida será: VE = VB – 2 VBE = VB - 1,4 V (14)Darlington ComplementarioEn una conexión en cascada de un transistor NPN y un PNP como se ve en laFigura 5. CLa corriente del colector de Q1 es la corriente de base B Q 1de Q2 por lo que el circuito actúa como un Darlington Q 2PNP con una ganancia de corriente βC = β1β2. Se usacomo amplificador de potencia clase B contrafase. E F ig 5

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