183 ELECTRONICA ayddce2014

Vista previa del material en texto

Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos
Dr. Roberto Gómez Fuentes
Posgrado en Electrónica
Ago-Dic 2018
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 1 / 86
Responsable: Dr. Roberto Gómez Fuentes
Colaboradores:
Dra. Alicia Vera Marquina.
Dra. Ana Lilia Leal Cruz
Dr. Dainet Berman Mendoza
Dr. Armando Rojas Hernández
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 2 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 3 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 3 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 3 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 4 / 86
Unión p-n sin polarización.
agotamiento
p n
V = 0 V D
( Sin Polarizacion )
I = 0 mAD
Region de Iones Donadores
Portadores
mayoritarios
Iones aceptores
Definition
Sin polarización aplicada VD = 0
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 5 / 86
Unión p-n polarizada inversamente.
 DV
IsIs
mayoritariosI = 0
p n
+
(Opuesta)
Is
 DV
+
p nRegion de
agotamiento
Flujo de portadores minoritarios Is
Definition
Condición de polarización Inversa VD < 0
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 6 / 86
Unión p-n polarizada directamente.
 DV
IDID
 DV
DI = mayoritariosI − Is
mayoritariosI
Is
ID
Region de
agotamientop n
p n
+
+
(Directa)
Definition
Condición de polarización Directa VD > 0
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 7 / 86
Aproximaciones del Diodo
VD
I D
VTE > , R >> r av( )
VTE
R
+ +
I D
0.7 V+
I D
0.7 V
I = 0 AD
I = 0 AD
VD
I D
VT I D I D
DV = 0 V
I = 0 AD
I = 0 AD
VT
0.7 V0
0
E , R >> rav( )>>
+ 0 VModelo ideal (Si o Ge)
E
R
+ +
+
Modelo Aproximado
Silicio
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 8 / 86
Análisis por recta de carga
VR
VD
I D
I D
VD
E R
+
+
+
(mA)
(V)0
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 9 / 86
Análisis por recta de carga
VR
VD
I D
I D
VD
E R
+
+
+
(mA)
(V)0
E − VD − VR = 0
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 9 / 86
Análisis por recta de carga
VR
VD
I D
I D
VD
E R
+
+
+
(mA)
(V)0
E − VD − VR = 0
E = VD + IDR (1)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 9 / 86
Análisis por recta de carga
VR
VD
I D
I D
VD
E R
+
+
+
(mA)
(V)0
E − VD − VR = 0
E = VD + IDR (1)
Estableciendo VD = 0 de la ecuación 1 y resolviendo para ID
ID =
E
R
∣
∣
∣
∣
∣
VD=0V
(2)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 9 / 86
Análisis por recta de carga
Estableciendo ID = 0 de la ecuación 1 y resolviendo para VD
VD = E
∣
∣
∣
∣
∣
ID=0A
(3)
I D
VD
Q
I D
Q
VD
0
E
R
E
Punto Q
Caracteristicas
Recta de carga
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 10 / 86
Ejemplos
La siguiente figura muestra un diodo en serie y sus caractéristicas de V-I. Determine:
a.- VDQ
e IDQ
b.- VR
VR
+
VD
I D
VD
E R
+
+
1 kΩ
Si
10 V
(mA)
(V)0
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 11 / 86
Solución
a.- De la ecuación 2:
ID =
E
R
∣
∣
∣
∣
∣
VD=0V
=
10V
1kΩ
= 10mA
De la ecuación 3:
VD = E
∣
∣
∣
∣
∣
ID=0A
= 10V
I D
DQ
V = 0.78 V~
VD (V)
(mA)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
DQ
R
E
Punto Q
Recta de carga
0.5
I = 9.25 mA~
(E)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 12 / 86
De la gráfica mostrada anteriormente se presenta la intersección formada por la curva carac-
teŕıstica del diodo y la recta de carga, de estas dos gráficas se pueden obtener los valores de
voltaje (VDQ
) y corriente IDQ
definidos por el punto de operación Q.
VDQ
= 0.78V
IDQ
= 9.25mA
b.- Determinando VR
VR = IRR = IDQ
R = (9.25mA)(1kΩ) = 9.25V
o
VR = E − VD = 10V − 0.78V = 9.22V
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 13 / 86
Ejercicios
a.- Repita el ejercicio del ejemplo 1 para R = 2kΩ.
b.- Empleando el modelo equivalente aproximado del diodo, para el
diodo semiconductor de silicio, repita el ejemplo 1.
c.- Repita el ejercicio del inciso (a) empleando el modelo equivalente
del diodo semiconductor de silicio.
d.- Empleando el modelo del diodo ideal repita el ejemplo 1.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 14 / 86
Análisis iterativo con el modelo exponencial.
El análisis gráfico ayuda a visualizar la operación del circuito. Sin embargo, el esfuerzo
necesario para aplicar este análisis, sobre todo en el caso de circuitos complejos, es excesivo
y no se justifica en la práctica. El siguiente análisis permite resolver las ecuaciones de
voltaje y corriente necesarias en la obtención del punto Q de una forma simple y sin tanto
esfuerzo.
ID = Ise
VD
nVT (4)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 15 / 86
Configuraciones de diodos serie con entradas de CD.
Un diodo se encuentra en estado activo si la corriente establecida por las fuentes coincide con la dirección
de la flecha del simbolo del diodo y VD ≤ 0.7V para el silicio y 0.3 para el germanio.
VRE R
+ +
Si
VR
+I D
E R
+
VD
VR
+
E R
+
+
0.7 VI D
I R
Primero.- Sustituir mentalmente el diodo por un elemento resistivo y se determina la dirección de la
corriente. Si la corriente coincide con la dirección de la flecha del simbolo del diodo y E > VT , el diodo se
encuentra en conducción.
Segundo.- Se substituye por el modelo equivalente (Silicio).
Las ecuaciones resultantes son:
VD = VT (5)
VR = E − VT (6)
ID = IR =
VR
R
(7)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 16 / 86
Ejercicios de diodos serie
Ej-1.- Para la configuración de diodos en serie de la figura mostrada abajo determine: VD , VR e ID .
VD
I R
I D
VR
+
E R
+
+
Si
8 V 2.2 kΩ
Solución Ej-1 El voltaje aplicado establece un corriente en la dirección
de las manecillas del reloj y por lo tanto, el diodo se encuentra en estado
encendido, lo cual, permite resolver las ecuaciones de la siguiente manera:
VD = 0.7V
VR = E − VT = 8V − 0.7V = 7.3V
ID = IR =
VR
R
=
7.3
2.2kΩ
= 3.32mA
Ej-2.- Repita el ejemplo anterior con el diodo invertido.
Solución Ej-2 Al remover el diodo, encontramos que la dirección de la
corriente ID es opuestas a la flecha del śımbolo del diodo, por lo tanto, el
equivalente del diodo es un circuito abierto, sinimportar cual modelo se emplee, el resultado es la red de la
figura, donde la corriente del diodo ID = 0A debido al circuito abierto. Puesto que VR = IRR, VR = (0)R = 0V .
Aplicando LVK en la malla cerrada llegamos a:
E − VD − VR = 0
VD = E − VR = E − 0 = E = 8V
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 17 / 86
VR
+
I = 0 ARVD
I = 0 AD
E R
+
8 V
+
2.2 kΩ
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 17 / 86
Contenido
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 18 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 19 / 86
Conceptos Fundamentales.
Definición
Un amplificador es un dispositivo que eleva o aumenta la magnitud de
una señal de entrada sin modificar su forma de onda.
Caracteŕısticas de un amplificador
Amplificar la magnitud de la señal de entrada (µV ).
Debe mantener la misma información de la señal de entrada
cuando esta sale del amplificador.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 20 / 86
Definición
Un Amplificador operacional Op-Amp (por sus siglas en ingles “Oper-
ational Amplifier”) es un amplificador diferencial de muy alta ganancia
con una alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida.
Un amplificador que preserve los detalles de la onda de la señal se debe
caracterizar por la relación:
vo(t) = Avi(t) (8)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 21 / 86
Configuración de BJT como amplificador.
A
Vi
Vi
Vo
Vo
t t
En el amplificador las señales son medidas con respecto a un punto
común.
El transistor es un dispositivo de tres terminales.
El uso en amplificadores requiere que una de las terminales sea
común a las otras dos.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 22 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 23 / 86
Configuraciones Básicas
Todos los transistores BJT, NPN y PNP pueden polarizarse de manera
que quede una terminal en común en su circuito de polarizacón, es decir,
un elemento que forma parte tanto del lazo de entrada como del lazo de
salida. Este puede ser cualquiera de las tres terminales del dispositivo
(Emisor, Base, Colector). Aśı entonces se tienen tres configuraciones.
Base Común
Emisor Común
Colector Común
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 24 / 86
Configuración de Base Común
IE IC
IB
VEE VCC
IE IC
IB
p pn
E C
B
IB
VEE VCC
ICIE IE IC
IB
E C
B
pn n
B
CE
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 25 / 86
Comportamiento
Esta configuración es la menos usada de las tres, proporciona alta ganan-
cia de voltaje sin ganancia de corriente. Para describir el compor-
tamiento, se requiere de dos conjuntos de caracteŕısticas, una para la
entrada y otra para la salida. Las caracteŕısticas de entrada del amplifi-
cador de base común, relaciona la corriente de entrada (IE ) con el voltaje
de entrada (VBE ) para varios niveles de voltaje de salida (VCB).
En la configuración base común la relación entre la corriente de emisor
y colector viene dada por α.
α =
IC
IE
(9)
Nota.- Esta relación no produce ganancia de corriente pero si de voltaje.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 26 / 86
Configuración de Emisor Común
C
B
p
p
n
C
B
n
n
p
C
B
B
C
C
CC
B
BB
E
B
E E
C
B
BB
C
CC
C
E
E
B
E E
V
VV
V
I
I I
II
II
II
I I
E
I
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 27 / 86
La relación de proporcionalidad entre la corriente de salida (IC ) y la
corriente de entrada (IB) en la configuración emisor común viene
expresada por el factor de amplificación de corriente de emisor común
(β).
β =
IC
IB
(10)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 28 / 86
Configuración de Colector Común
EI
CI CI
EI
IE
CI
CI
EI
B
p
p
n
B
n
n
p
B
B
EE
B
BB
B
B
BB
EE
B
V
VV
V
II
II
E
C C
E
C
EE
C
+
+
+
+
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 29 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 30 / 86
BJT: Polarización de CD con retroalimentación de
Voltaje
La sensibilidad a los cambios en beta o variaciones de temperatura,
normalmente es menor que la que presentan las configuraciones de
polarización fija o polarización de emisor.
RB
RE
RC
C1
C2
VCC
VOut
VIn
I
′
C
IC
IE
Figure: Circuito de Polarización de cd con retroalimentación de voltaje.
Analizando la malla de entrada tenemos:
Vcc − I
′
CRC − IBRB − VBE − IERE = 0 (11)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 31 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 32 / 86
Circuito de Polarización Fija
C
V CC
V CE
B
 B
C 1
R
I
R C
IC
V BE
B
E
 2C
Entrada
Salida
 B
V CC
B
V CC
V CE
R
I
R C
IC
C
E
V BE
B
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 33 / 86
Malla de Base-Emisor
E BE
R
V CC
V
 B
BI
B
Escribiendo la ecuación de voltajes de Kirchhoff para la malla obtenemos:
+VCC − IBRB − VBE = 0
IB =
VCC − VBE
RB
(12)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 34 / 86
Malla de Colector-Emisor
R
V CE
 B
IC
V CC
Para este caso la magnitud de la
corriente de colector se relaciona di-
rectamente con IB por medio de
IC = βIB (13)
Aplicando la ley de voltajes de
kirchhoff en la dirección de las
manecillas del reloj a lo largo de
la malla colector-emisor, podemos
obtener la siguiente relación.
VCE + ICRC − VCC = 0
VCE = VCC − ICRC (14)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 35 / 86
A manera de repaso, recordando que la notación de sub́ındice y doble sub́ındice.
VCE = VC − VE (15)
Donde VCE es el voltaje de colector a emisor y VC y VE son los voltajes de colector y
emisor a tierra, respectivamente. Claramente se puede deducir que VE= 0, por lo
tanto:
VCE = VC (16)
También
VBE = VB − VE (17)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 36 / 86
Determine las siguientes cantidades para la configuración de polarización fija de la
figura.
(a) IBQ
e ICQ
(b) VCEQ
(c) VByVC
(d) VBC
IC
C 1= 10 F µ
E
β= 50
= +12 V CCV
IB
V BE
B
V CE
C 2
10 Fµ
2.2 k
Ω
C
240 k
Ω
Entrada
Salida
Figure: Circuito de Polarización fija de cd.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 37 / 86
Solución:
(a) Utilizando la ecuación 5 de este texto:
IBQ
=
VCC − VBE
RB
=
12V − 0.7V
240kΩ
= 47.08µA
Ec. (6):
ICQ
= βIBQ
= (50)(47.08µA) = 2.35mA
(b) Empleando la ecuación 7:
VCEQ = VCC − ICRC = 12V − (2.35mA)(2.2kΩ) = 6.83V
(c)
VB = VBE = 0.7V
VC = VCE = 6.83V
(d) Empleando la notación de doble sub́ındice produce:
VBC = VB − VC = 0.7V − 6.83V
= −6.13V
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 38 / 86
Saturación del transistor
El término saturación se aplica a cualquier sistema donde los niveles han al-
canzado sus valores máximos. Para un transistor que opera en la región de
saturación, la corriente es un valor máximo para el diseño particular. Las
condiciones de saturacón se evitan por lo general debido a que la unión de
base a colector ya no está inversamente polarizada y la señal de salida estará
distorsionada.
R = 0 CE
ICsat
V = 0 V, CE I = C I Csat
B
C
E
Ω
)(
Aplicando la ley de Ohm, se puede determinar la resitencia entre las terminales
de colector y emisor dando la siguente relación:
RCE =
VCE
IC
=
0V
ICsat
= 0Ω (18)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 39 / 86
Para referencias futuras, si se desea conocer la corriente máxima de colector
(nivel de saturación), para un diseño en particular, simplemente inserte un corto
circuito entre el colector y el emisor del transistor y determine la corriente de
colector resultante. La corriente de saturación resultante para la configuración
de polarización fija es:
ICsat
=
VCC
RC
V CC
R B
R C V = R
V = 0 V CE
ICsat
V CC
B
C
E
C
Para el ejemplo de la figura 37, determine el nivel de saturación.
Solución:
ICsat
=
VCC
RC
=
12V
2.2kΩ
= 5.45mA
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 40 / 86
Circuito de Polarización Estabilizada de Emisor
La resistencia RE en la figura cumple
la función de estabilizar el circuito
ante variaciones de temperatura,
permitiendo que los voltajes y cor-
rientes de polarización permanezcan
más cerca de donde se les fijó el
circuito cuando cambian las condi-
ciones externas.
Cv
I
R
R
V CC
R B
I
i 1
B
C
 C
C 2
vo
 E
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 41 / 86
Malla Base-Emisor (Malla de Entrada)
B
E
V CC
I B
 B
R B
R
 EI
 BEV
Analizamos la malla Base-Emisor, lo cual da como
resultado la siguiente figura. Aplicando LVK a la
malla de entrada del circuito produce la sigu-
iente relación de voltajes.
+VCC − VRB
− VBE − VRE
= 0 (19)
Aplicando la ley de Ohm
+VCC − IBRB − VBE − IERE = 0
Recordando que IE = (β + 1)IB y sustituyendo en
la ecuación anterior, tenemos que:
+VCC − IBRB − VBE − (β + 1)IBRE = 0 (20)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 42 / 86
Malla Base-Emisor (Malla de Entrada)
Agrupando términos, tenemos la siguiente relación
−IB(RB + (β + 1)RE ) + VCC − VBE = 0 (21)
Multiplicando por -1 y resolviendo para IB nos queda:
IB(RB + (β + 1)RE )− VCC + VBE = 0 (22)
IB =
VCC − VBE
RB + (β + 1)RE
(23)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 43 / 86
Malla Colector-Emisor (Malla de Salida)
E
B
 E I E
V CE
V CC
I C CR
R
Aplicando LVK a la malla colector-emisor nos queda la
siguiente relación.
−VCC + VRE
+ VCE + VRC
= 0 (24)
Aplicando ley de Ohm a la ecuación anterior tenemos la
siguiente relación:
−VCC + IERE + VCE + ICRC = 0
Recordando que IE ∼= IC sustituimos y agrupamos.
−VCC + ICRE + VCE + ICRC = 0
−VCC + IC (RE + RC ) + VCE = 0
Finalmente resolvemos para VCE quedando la siguiente ex-
presión:
VCE = VCC − IC (RE + RC )
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 44 / 86
Ejercicio
Para la Red Polarizada de la figura mostrada abajo, determine los
siguientes valores de corrientes y voltajes:
a.- IB = 40.1 µ
b.- IC = 2.01 mA
c.- VCE = 13.97 V
d.- VC = 15.98 V
e.- VE = 2.01 V
f.- VB = 2.71 V
f.- VBC = -13.29 V
β = 50
vi C 1
B
R = 430k B
V = +20 V CC
I
 C
v
 2
R =1k E
Ω
R = 2kΩ
o
I
C
Ω
C
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 45 / 86
Polarización con Divisor de Voltaje
En las configuraciones de polarización fija, aśı como
en la configuración estabilizada de emisor, la corri-
ente de polarización ICQ
y el voltaje VCQ
son función
de la (β). Sin embargo, este parámetro es dependiente
de la temperatura. La configuración con divisor de
voltaje es una red independiente de la beta (β).
Existen dos métodos:
Análisis Exacto.
Análisis Aproximado.
Análsis Exacto.
Paso 1.- Dibujar la red de entrada de para el análisis
de cd.
Β
V CC
R B
R B
Thevenin
C 1vi
R 1
V CC
C 2
vo
R C
R ER 2
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 46 / 86
Para determinar la resistencia de Thévenin,
se cambian las fuentes de voltaje por cortos
circuitos equivalentes. Analizando el circuito
se puede observar las resistencia R1 y R2, se
encuentran en paralelo, por lo tanto, la re-
sistencia de Thévenin (RTh = R1||R2).
Para determinar el voltaje de Thévenin re-
integramos la fuente de alimentación a la red,
y aplicando la regla del divisor de voltaje de-
terminamos el voltaje en la resistencia R2.
ETh = VR2
=
R2VCC
R1 + R2
(25)
Con los equivalentes de Thévenin para la re-
sistencia y el voltaje se vuelve a dibujar la
red, y al igual que en las anteriores configu-
raciones se puede determinar IBQ
aplicando la
ley de voltajes de Kirchhoff.
ETh − IBRTh − VBE − IERE = 0 (26)
 1
 2
R Th
R
R
R 1
V CC R 2 E Th
V R2
Β
I E
R Th
I B
R E
V BE
E Th
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 47 / 86
Sustituyendo IE = (β + 1)IB y resolviendo para IB , tenemos la siguiente expresión:
IB =
ETh − VBE
RTh + (β + 1)RE
(27)
Ejercicio
Determine el voltaje aproximado de cd VCE y la corriente IC para la configuración con
divisor de voltaje.
39kΩ
3.9k Ω
10 Fµ
10kΩ
1.5kΩ
10 Fµ
50 Fµ
VCE
β= 140
vi
vo
+12V
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 48 / 86
Ejercicio
Determine el voltaje aproximado de cd VCE y la corriente IC para la
configuración con divisor de voltaje.
39kΩ
3.9k Ω
10 Fµ
10kΩ
1.5kΩ
10 Fµ
50 Fµ
VCE
β= 140
vi
vo
+12V
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 49 / 86
RTh = R1‖R2
=
(39kΩ)(3.9kΩ)
39kΩ + 3.9kΩ
= 3.55kΩ
ETh =
R2VCC
R1 + R2
=
(3.9kΩ)(12V )
39kΩ + 3.9kΩ
= 1.09V
IB =
ETh − VBE
RTh + (β + 1)RE
=
1.09v − 0.7v
3.55kΩ + (141)(1.5kΩ)
=
0.39V
3.55kΩ + 211.5kΩ
= 1.81µA
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 50 / 86
IC = βIB
= (140)(1.81µA)
= 0.26mA
VCE = VCC − IC (RC + RE )
= 12V − (0.26mA)(10kΩ + 1.5kΩ)
= 12V − 2.6V
= 9.4V
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 51 / 86
Tarea # 1
1.- Para un circuito de polarización fija con VCC = 16V , RB = 470kΩ, RC = 2.7kΩ
y β = 90, calcule:
a).- IBQ
.
b).- ICQ
.
c).- VCEQ
.
d).- VC .
e).- VB .
f).- VE .
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y DiseñoAgo-Dic 2018 52 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 53 / 86
Modelado del transistor BJT
Definition
Un Modelo es la combinación de elementos de circuito,
seleccionados adecuadamente que mejor aproximan el
comportamiento real de un dispositivo semiconductor en
condiciones especificas de operación.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 54 / 86
Análisis de Pequeña Señal.
Circuito al que será aplicado el
modelo re
C 1
C 2
V CC
V S
C 3
 SR
Vo
R E 2R
R C
 1R
Vi
+
B
C
E
+
+
Circuito Equivalente despues de
eliminar los efectos de la fuente
de alimentación y cambiar por
corto circuito los capacitores.
C 1
V S
 SR
 2R
R C
 1R
Vi
Vo
+
B
C
E
+
+
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 55 / 86
Circuito equivalente para el análisis de
pequeña señal.
C 1
V S
 SR
 1R 2R
Vi
+
Vo
R C
I o
Z o
Z i
I i
+
B
E
+Cpequeña señal
Circuito equivalente
del transistor para
Recapitulando
Cambiar las fuentes de cd y capacitores por un corto circuito.
Eliminar todos los elementos sustituidos por los cortos circuitos.
Dibujar el nuevo circuito de una forma más conveniente.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 56 / 86
Parámetros Importantes: Zi, Zo, Av , Ai
I o
Vo
I i
Z oZ i
Vi
++
Sistema de
dos puertos
Impedancia de entrada, Zi
Zi =
Vi
Ii
Nota: Para el análisis de pequeña señal, una vez calculada la impedancia de entrada Zi , si
se llega a modificar el voltaje de entrada Vi , se puede determinar la corriente de entrada Ii
con el valor ya conocido de Zi .
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 57 / 86
Modelo del transistor re
Definition
Este modelo emplea un diodo y una fuente controlada de corriente. A
los amplificadores de transistores BJT se les conoce como dispositivos
controlados por corriente.
Recordando que re es la resistencia de emisor donde se enfatiza que es
un nivel de cd de la corriente de emisor que determina el nivel de c.a.
de la resistencia del diodo.
Base Común.
Emisor Común.
Colector Común.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 58 / 86
Base Común
I eI C
I c I e
I c
B
E C
I E
B
e
b
c
b
= α
Recordando que la resistencia de ca de un diodo puede determinarse
mediante la ecuación rca =
26mV
ID
, donde ID es la corriente de cd a
través del diodo en el punto Q.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 59 / 86
re =
26mV
Ie
, por lo tanto Zi = re |CB . Para la configuración de base
común, los valores t́ıpicos de Zi vaŕıan entre unos cuantos Ohms y un
valor hasta de alrededor de 50 Ohms.
I e
I c I e
I c
r e
e
b
c
b
= α
Para la impedancia de salida, si establecemos la señal a cero, tenemos
que Ie = 0A e Ic = αIe , Ic = α(0A), resultando en un equivalente de
circuito abierto en las terminales de salida, Zo
∼= ∞.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 60 / 86
Obtención de la Ganancia de Voltaje, AV =
Vo
Vi
Amplificador de
transistor BJT
de Base comun
I e I c I e= α
Vi Vo
I o
LRiZ
+ +
Z =
El Voltaje de salida se encuentra definido por:
Vo = αIeRL
El voltaje de entrada estará definido por:
Vi = IeZi = Ie re
Por lo tanto la ganancia de voltaje estará definida por:
AV =
Vo
Vi
=
αIeRL
Ie re
=
αRL
re
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 61 / 86
Para la Ganancia de Corriente, Ai =
Io
Ii
Ai =
Io
Ii
=
−Ic
Ie
= −
αIe
Ie
Ai = −α ∼= −1
Para la siguiente configuración de base común con IE = 4mA, α = 0.98 y una señal
de c.a. de 2mV aplicada entre las terminales de base y emisor.
I e
I c I e
I c
r e
e
b
c
b
= α
a).- Determine la impedancia de entrada, Zi .
b).- Determine la ganancia de voltaje, AV si se conecta una carga de 0.56kΩ en la
terminales de salida.
c).- Encuentre la impedancia de salida Zo y la ganancia de corriente Ai .
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 62 / 86
a).-
re =
26mV
IE
=
26mV
4mA
= 6.5Ω
b).-
Ii = Ie =
Vi
Zi
=
Vi
Zi
=
2mV
6.5Ω
= 307.69µA
Vo = IcRL = αIeRL = (0.98)(307.69µA)(0.56kΩ) = 168.86mV
AV =
Vo
Vi
=
168.86mV
2mV
= 84.43
o de la ecuación Av = αRL
re
∼=
RL
re
AV =
αRL
re
=
(0.98)(0.56kΩ)
6.5Ω
= 84.43
c).-
Zo
∼= ∞Ω
Ai =
Io
Ii
= −α = −0.98
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 63 / 86
Configuración de Emisor Común
I c I b= βI B I b
I c
C
EE
B b
e
c
e
Recordando Ic = βIb, a partir de esto podemos calcular la corriente que fluye
por el emisor de la siguiente manera:
Ie = Ic + Ib = βIb + Ib = (β + 1)Ib
ya que beta de ca es normalmente mucho mayor que 1, se puede hacer la
siguiente aproximación:
Ie
∼= βIb
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 64 / 86
La impedancia de entrada
Zi =
Vi
Ii
=
Vbe
Ib
El voltaje de base a emisor lo podemos determinar por medio de la resistencia del
diodo de la siguiente forma:
I b
I cI c I b= β
I e
r eVbeVi
I =i
b
e
c
e
+
+
Vi = Vbe = Iere ∼= βIbre
Zi =
Vi
Ii
=
Vbe
Ib
=
βIbre
Ib
∼= βre
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 65 / 86
Los valores máximos para Zi llegan a los 6 o 7 kΩ. Para la impedancia de salida
tenemos Zo = ro
Lo ideal es que tengamos una impedancia de salida proxima a ∞.
Para la Ganancia de voltaje
Vi Vo
I c I b
iZ r e= β
I bI =i
LR
+ +
Z =
Amplificador de
transistor BJT
de emisor comun
= β
Vo = −IoRL = −IcRL = −βIbRL
Vi = IiZi = Ibβre
Por lo tanto la ganacia de voltaje esta determinada por la siguiente relación:
Av =
Vo
Vi
=
−βIbRL
βre
= −
RL
re
Para la ganancia de corriente
Ai =
Io
Ii
=
βIb
Ib
= β
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 66 / 86
Ejercicio
Dados β=120 e IE = 3.2mA para una configuración de emisor común
con ro = ∞Ω, determine:
a).- Zi ,
b).- Ai ,
c).- Av , si se aplica una carga de 2kΩ.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 67 / 86
Solución
a).- re =
26mV
IE
= 26mV
3.2mA
= 8.125Ω y Zi = βre = (120)(8.125Ω) = 975Ω.
b).- Ai =
Io
Ii
= βIb
Ib
= β = 120
c).- Av = −RL
re
= − 2kΩ
8.125Ω = −246.15
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 68 / 86
Configuración de Emisor-Común con Polarización fija.
R B
C 1
oI
C 2
 oZ
V CC
R C
Vi
E
C
B
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 69 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 70 / 86
R
CVin Vout
Figure: Filtro Pasa Bajas RC Pasivo.
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 71 / 86
El siguiente paso es encontrar β y re , β se puede obtener de una
hoja de especificaciones o por medición directa a trevés de un
trazador de curvas, re de un análisis de cd.
Zi:
Zi = RB ||βre (28)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisisy Diseño Ago-Dic 2018 72 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 73 / 86
Ancho de Banda del Transistor.
CC , SC o EC
Vo
Vi
|A | =v
med
0.707Av
Avmed
f1 f210010 1000 10,000 100,000 1MHz
Ancho de Banda
Frecuencia Media
f (escala log)
Figure: Ganancia contra Frecuencia de un amplificador con acoplamiento
Ganancia contra Frecuencia de un amplificador con acoplamiento
Definition
ancho de banda (BW)= f2 − f1
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 74 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 75 / 86
Respuesta a la frecuencia
Amplificador BJT
B
C
E
R
 C
R
+
 S
 S
 C o
 CCV
R
 1
C V
R L
C ER E 2
C
R
V S
+ Vi
Análisis de la respuesta de fre-
cuencia por los efectos de Cs
V S
 SR
Vi
C S
R i Sistema de
dos puertos+
+
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 76 / 86
para el caso de frecuencias media y al-
tas la reactancia del capacitor se consid-
era suficientemente pequeña para permitir un
corto circuito del elemento, bajo esta con-
sideración el voltaje Vi se relaciona con Vs
de la siguiente forma:
Vi |med =
RiVs
Ri + Rs
Nota: Para la frecuencia de corte baja FLs
el voltaje Vi será de un 70.7% del valor to-
tal dado por la ecuación anterior, suponiendo
que Cs es el único elemento capacitivo que
controla la respuesta de baja frecuencia.
Red equivalente de ca para la sección de en-
trada
V S
 SR
Vi
C S
R i
R 1 R 2 r e+
+
β
Del circuito podemos observar claramente
que la resistencia de entrada Ri es:
Ri = R1||R2||βre
El voltaje de entrada Vi se puede calcular
de la siguiente forma aplicando la regla del
divisor de voltaje.
Vi =
RiVs
Rs + Ri − jXCs
(29)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 77 / 86
Análisis de la respuesta de frecuencia por los
efectos de Cc
Debido a que el capacitor de acoplamiento
generalmente se conecta entre la salida del
dispositivo activo (Transistor BJT), y la
carga aplicada, la resitencia total para el
circuito equivalente es Ron+RL y la frecuen-
cia de corte debido al capacitor de colector
estará definida por la siguiente relación.
fLC
=
1
2π(Ro + RL)CC
C C
R o
 LR Vo
Sistema de
dos puertos
Thevenin
+
Análisis de la respuesta de frecuencia por los
efectos de Cs
 LRR CVo Vo
R o
r o
C C
+ +
C
El valor resultante para la resistencia de sal-
ida esta definido por la siguiente expresión.
Ro = RC ||ro
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 78 / 86
Análisis de la respuesta de frecuencia por los
efectos de CE
Para determinar la fLE
la red que es vista
por CE debe de determinarse de la manera en
qe se muestra en la siguiente figura, y una
vez establecido el nivel de RE la frecuencia
de corte debida a CE se puede determinar ha-
ciendo uso de la siguiente ecuación.
fLE
=
1
2πReCE
R e
C E
Sistema de
dos puertos
El valor de Re queda determinado por:
Re = RE ||(
R′
s
β
+ re )
Donde: R′
s = Rs ||R1||R2
C E
R e
 SR’
R E
β
+re
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 79 / 86
Ejemplo
Determine la frecuencia inferior de corte de la red analizada empleando
los siguiente parámetros.
Cs = 10µf , CE = 20µf , CC = 1µf
Rs = 1kΩ, R1 = 40kΩ, R2 = 10kΩ, RE = 2kΩ, RC = 4kΩ,
RL = 2.2kΩ
β = 100, ro = ∞Ω,VCC = 20V
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 80 / 86
Outline
1 Diodos
El Diodo
Análisis por recta de carga
ejemplos
2 TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
Introducción
Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
Casos de Estudio
Polarización de CD
Modelo de Pequeña Señal
Filtros
Ancho de Banda de un Amplificador
Respuesta en Frecuencia
3 Casos de Estudio
Amplificadores Clase A
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 81 / 86
Amplificador clase A
La diferencia entre este circuito y el de
pequeña señal es que este circuito maneja in-
tervalos de volts y el transistor que se em-
plea es de potencia y puede manejar watts.
IB
R B
V CC
IC
C 1
V i
R C
Transistor de
potencia
Carga
Las ecuaciones que permiten conocer las car-
acteŕısticas de voltaje vs corriente son las
siguientes:
IB =
VCC − 0.7V
RB
de análisis previos sabemos que la corriente
de colector esta dada por:
IC = βIB
y con el voltaje de colector a emisor igual a
VCE = VCC − ICRC
Caracteŕısticas del transistor de voltaje y
corriente que muestra el punto de operación
Q.
VCEQ
VCC VCE
I BQI CQ
VCC
RC
I C
Recta de Carga de cd
Punto Q
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 82 / 86
Operación de corriente alterna
Variaciones de las señales de entrada y salida
del amplificador
VCC VCE
VCC
RC
Señ
al 
de
Ent
ra
da
I C
Oscilacion del
voltaje de salida
VCE
VCC
RC
VCC
Señ
al 
de
Ent
ra
da
I C
voltaje de salida
Oscilacion del
Consideraciones de Potencia
En ausencia de la señal de entrada la corriente de cd suministrada es la corriente de polarización de
colector, ICQ
. La potencia suministrada por la fuentes es
Pi (cd) = VCC ICQ
(30)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 83 / 86
Potencia de Salida
Empleo de señales rms: La potencia de ca entregada a la carga (RC ) se puede expresar haciendo
uso de
Po(ca) = VCE (rms)IC (rms) (31)
Po (ca) = I
2
C (rms)RC (32)
Po (ca) =
V 2
CE (rms)
RC
(33)
Empleo de Señales pico: La potencia de ca entregada a la carga se puede expresar por medio de
Po(ca) =
VCE (p)IC (p)
2
(34)
Po(ca) =
I 2C (p)
2
RC (35)
Po (ca) =
V 2
CE (p)
2RC
(36)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 84 / 86
Empleo de señales pico-pico: La potencia de ca entregada a la carga se puede expresar haciendo
uso de
Po (ca) =
VCE (p − p)IC (p − p)
8
(37)
Po (ca) =
I 2C (p − p)
8
RC (38)
Po (ca) =
V 2
CE (p − p)
8RC
(39)
Eficiencia: La eficiencia de un amplificador representa la cantidad de potencia de ca entragada
(Transferida) por la fuente de cd. La eficiencia de un amplicador se calcula mediante el uso de
%η =
Po (ca)
Pi (cd)
× 100% (40)
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 85 / 86
Ejercicio
Calcule la potencia de entrada, la potencia de salida y la eficiencia del amplificador mostrado en el
siguiente circuito, para un voltaje de entrada que produce una corriente de 10 mA pico.
IC
β= 50
2
0
Ω
R
 
=
 
C
C 1
Ω
1
 k
R
 
=
 
B
V CC = 20 V
V i
Figure: Diagrama Esquemático
VCCV =CE
V (V)CE
I = 0 mAB
VCE
Q
I CQ
I (mA)C
I =C
VCC
RC 20 Ω
=
20 V
= 1 Amp
200
100
300
400
500
600
700
800
900
1000
5 10 15 20 25
10
20
30
40
Punto de operacion
Linea de carga cd
Figure: Caracteŕısticas V-I
Dr. Roberto Gómez Fuentes (Posgrado en Electrónica)Analisis y Diseño Ago-Dic 2018 86 / 86
	Main Talk
	Diodos
	El Diodo
	TEMA 1.- AMPLIFICACIÓN
	Introducción
	Circuitos de Amplificación BJT y CMOS.
	Casos de Estudio
	Polarización de CD
	Modelo de Pequeña Señal
	Filtros
	Ancho de Banda de un Amplificador
	Respuesta en Frecuencia
	Casos de EstudioAmplificadores Clase A