UN IV IVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA . G UE UERR ER ERO-SÁNCH EZ EZ- RA RAMIREZ . AMPLIFICA DO DORES DE PEQUE ÑA ÑA SEÑAL
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Amplificadores de Pequeña Señal Guerrero Anderson D., Sánchez Oscar L., Ramirez Juan D.
[email protected] [email protected] Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá
I. I NTRODUCCIÓN El transistor Bipolar BJT, es un dispositivo semiconductor de tres terminales empleado en muchas aplicaciones en diferentes ramas de la electrónica. Entre una de las tantas aplicaciones de este dispositivo está el desarrollo de amplificadores para señales pequeñas, este documento centra su enfoque al análisis y diseño de estos amplificadores al utilizar el transistor en las tres configuraciones básicas. II. M ARCO TEÓRICO El diseño de un amplificador utilizando transistores BJT se basa en el principio de pequeñas señales, este principio se aplica debido que el transistor tiene un comportamiento no lineal entre la corriente y voltaje. Con el principio de pequeñ pequeñas as señale señaless es trabaj trabajaa en una pequeñ pequeñaa franja franja sobre sobre la curva curva donde donde esta esta se puede puede aproxi aproxima marr que presenta presenta un comportamiento comportamiento lineal.
ro =
V A I C C
T T T I E E vo Av = vin re =
r pi =
-
V T V T T T = β I B I C C
III. M ATERIALES E I NSTRUMENTOS R EQUERIDOS Osciloscop Osciloscopio io Fuente Fuente DC Un Generador Generador de señales señales Un Multímetr Multímetroo Digital Digital Tres Tres Sondas Sondas Resistenci Resistencias as Condensad Condensadores ores Transist Transistor or
(4) (5) (6) (7)
Para realizar el diseño se debe partir de las condiciones que se impongan y resolver el circuito para determinar las variables que cumplan con las restricciones. Para lograr amplificación IV. DISEÑO el transistor debe estar polarizado de tal manera que la curva de la relación entre voltaje y corriente esté en la región activa A. Emisor común (V B
AC al susti sustitui tuirr el transi transisto storr por su respec respecti tivo vo mod modelo elo en 1M H z polarizando con una señal de tensión V CC 20V V . CC < 20 pequeñas señales, tal como se muestra en la Figura 1. Se realizaron los respectivos del análisis en DC y en AC para determinar los diferentes valores teóricos. C
Figura Figura 1. Modelo Modelo en pequeña pequeña señal
A. Ecuaciones de diseño
I C β I B C = βI
(1)
I E E = I C C (1 + β )
(2)
gm =
I C C V T T
(3)
Figura Figura 2. Diseño Diseño del emisor emisor común
Av = 45 45..7 V /V Rin = 10 10..7 k Ω Rout = 555. 555.5 Ω I c = 1 mA
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B. Colector común
La figura 3 muestra el circuito planteado para la configuracion de colector común.
Figura 3. Diseño del colector común
C. Base común
El diseño del amplificador en configuración base común es mostrada en la Figura 4, la idea es obtener una ganancia superior a 20 V /V , con una tensión de polarización inferior a 15 V. g m = 11.4 mA/V
Figura 4. Diseño base común
Av = 3.36 V /V Rout = 262.5 Ω Rin = 138.6 Ω
R EFERENCIAS [1] J. R. Martínez, "Elementos de importancia en los circuitos eléctricos", in Física y química, Ed: Mad, S.L, Sevilla, 2003, pp. 147.
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