Acoplamiento en la respuesta a Baja Frecuencia

    Aldair Serrano
Carrera :Electrónica(80)
Semestre: 4to
Materia: Electrónica
Profesora: Ing. Ranielina Rondón
Fecha : 15-08-2017










Efectos de los capacitores de Acoplamiento en la respuesta a Baja Frecuencia

Circuito de pequeña señal a frecuencias bajas
Capacidades internas del transistor, Cp y C_mž , en abierto.

Función de transferencia

¡Aplicaremos el método del cortocircuito!

Método del cortocircuito
Cálculo de la resistencia que ve C₁:

• Cortocircuitamos v_s, C₂ y C_E.
• Sustituimos C₁ por una fuente de test V_X.
• R_C1 = V_X/ I_X

  

 

 

Cálculo de la resistencia que ve C₂:

• Cortocircuitamos v_s, C₁ y C_E.
• Sustituimos C₂ por una fuente de test V_X.
• R_C2 = V_X/ I_X

 

 

 

   

Idéntico proceso para C_E

  

 

 

Constantes de tiempo

Frecuencias de corte interior

R_C2 > R_C1 > R_CE ⇒ C_E introduce el polo dominante

Influencia de los ceros

• Ceros de C₁ y C₂

C₁ y C₂ introducen un cero a frecuencia w = 0 ya que |A(jw = 0)| = 0. 

Los ceros están alejados del polo dominante.

• Ceros de C_E

Para valores típicos de R_E el cero se encuentra suficientemente alejado del polo.

• El modelo Híbrido a Altas Frecuencia
  

• Cálculo de ancho de banda

El cálculo del ancho de banda (BW, por sus siglas en inglés), de un canal de comunicaciones para transmitir video se hace con simples fórmulas matemáticos, que aquí aprenderemos fácilmente

¿Cuál es la información primaria a tener en cuenta? Debemos basarnos en información que nos suministran los fabricantes y en aspectos que deben definirse de acuerdo a nuestra experiencia y las necesidades del usuario final. Pero aquí hay un valor agregado: resulta que el ancho de banda está estrechamente relacionado con la capacidad del disco duro, donde se almacena la información de video. Por lo tanto, gran parte de los datos requeridos para determinar el ancho de banda son necesarios para saber la capacidad del disco duro.

• Repuesta en Frecuencia de etapas

El análisis hasta el momento se ha limitado a una frecuencia particular.Para el caso del amplificador, se trata de una frecuencia que, por loregular, permite ignorar los efectos de los elementos capacitivos, con loque se reduce el análisis a uno que solamente incluye elementosresistivos y fuentes independientes o controladas. Ahora, se revisarán losefectos de la frecuencia presentados por los elementos capacitivosmayores de la red en bajas frecuencias y por los elementos capacitivosmenores del dispositivo activo en las altas frecuencias. Debido a que elanálisis se extenderá a lo largo de un intervalo amplio de frecuencias, sedefine y se emplea la escala logarítmica a lo largo del análisis. Asimismo,debido a que en la industria se emplea por lo regular una escala dedecibeles en las gráficas de frecuencia, se presentará el concepto dedecibel con cierto detalle. Las similitudes entre los análisis de respuesta ala frecuencia tanto para los BJTscomo para los FETs, permiten unacobertura de cada uno en el mismo capítulo.

• Emisor común

En estos tipos de montajes en los que la entrada de señal a amplificar y la salida amplificada se toma con respecto a un punto común, en este caso el negativo, conectado con el emisor del transistor

• Seguidor Emisor

El amplificador seguidor emisor también llamado colector común, es muy útil pues tiene una impedancia de entrada muy alta y una impedancia de salida baja.

Este circuito no tiene resistencia en el colector y la salida está conectada, a travéz de la unión colector-emisor, a la resistencia del emisor Re (ver la figura). El voltaje se salida “sigue” al voltaje en el emisor, sólo que es de un valor ligeramente menor (0.6 voltios aproximadamente). Ve = Vb – 0.6 Voltios.

• Base Común

Vamos a ver la última configuración básica que es la base común. A este tipo de circuitos se les aplica la entrada por el emisor y la salida se toma del colector. El terminal común a la entrada y a la salida es la base y está conectada a tierra.

Con un circuito de base común no vamos a conseguir ganancia en la corriente. La corriente de emisor, que es la corriente de entrada, está formada por la suma de la corriente de base y la de colector:

I_E = I_C + I_B

Esto implica que la corriente de colector, es decir, la corriente de salida, sea más pequeña que la corriente de entrada. Por lo tanto, la ganancia de corriente que es el cociente entre la corriente de salida y la de entrada, va a ser menor que la unidad y no vamos a obtener ganancia.
La característica principal de estos circuitos es que tienen mucha ganancia de tensión, es decir, la tensión de salida va a ser mucho mayor que la tensión de entrada. Para explicar esto tenemos que profundizar un poco más en los componentes de este circuito. Hay una resistencia de emisor, Re, que suele ser pequeña, por lo tanto, estos circuitos tienen una impedancia de entrada muy baja.
Sin embargo, la resistencia del colector, Rc, es alta. Como las intensidades de emisor y colector son prácticamente iguales, aplicando la ley de Ohm:

V = R . I

comprobamos que la tensión de salida va a ser muy grande y la tensión de entrada mucho más pequeña, por lo que se produce una ganancia importante de tensión en este tipo de configuraciones.
Al tener este tipo de circuitos una impedancia de entrada muy baja, debe ser excitado con "algo" que sea capaz de proveer la fuente de baja impedancia y corriente intensa. Ese "algo" puede ser una configuración de colector común que, como hemos visto, tiene una impedancia de salida muy baja y, al contar con una ganancia de corriente bastante grande, la corriente de salida va a ser intensa.

Pero como no siempre vamos a querer conectar a la entrada un seguidor de emisor o un circuito que proporcione esas características tenemos que conectar una resistencia, R_S, que hace que la impedancia de entrada no sea tan baja y así podamos conectar otro tipo de configuraciones sin exigir una corriente de salida tan alta. El problema al colocar esta resistencia es que la ganancia en tensión del circuito de base común va a disminuir, aunque hay veces que merece la pena este precio por conseguir una impedancia de entrada algo más alta.

etapas multietapas

Se llama amplificador multi etapa a los circuitos o sistemas que tienen multiples transistores y ademas pueden ser conectadas entre si para mejorar sus respuestas tanto en ganancia, Zin, Zout o ancho de banda. 
Los amplificadores multieetapa son circuitos
Configuracion Darlington
Esta configuración corresponde a dos etapas seguidores de emisor, tiene una alta impedancia de entrada y además produce un efecto multiplicativo sobre la corriente, se conoce además como par Darlington.
CIRCUITO BICMOS
(contracción de Bipolar-CMOS) es el nombre de una tecnología de fabricación de circuitos integrados que combina las ventajas de las tecnologías bipolar y CMOS integrándolas juntas en un mismo wafer.
Se usa en analógica para la fabricación de amplificadores y en digital para algunos componentes discretos.

• Fuente Común

El transistor común se llama transistor de unión, y fué el dispositivo clave que condujo a la revolución de la electrónica de estado sólido. En la práctica, el transistor de unión tiene la desventaja de una baja impedancia de entrada debido a que en la base del transistor está la entrada de señal y el diodo base-emisor estápolarizado directamente. Otro dispositivo consigue esta acción del transistor, pero con el diodo de unión de entrada polarizado inversamente, y este dispositivo se denomina "transistor de efecto de campo" o "transistor de efecto de campo de unión", JFET. Con la polarización inversa en la unión de entrada, se tiene una impedancia de entrada muy alta. Tener una alta impedancia de entrada minimiza la interferencia con la fuente de señal, ya que supone una "carga" pequeña.

• Amplificador Diferencial

Se llama amplificador diferencial a un dispositivo que amplifica la diferencia entre dos voltajes de entrada, pero que suprime cualquier voltaje común a dichas entradas.¹​Es un circuito analógico con dos entradas denominadas entrada inversora (${\displaystyle V_{in}^{-}}$) y entrada no inversora (${\displaystyle V_{in}^{+}}$) y una sola salida (${\displaystyle V_{O}}$) la cual es idealmente proporcional a la diferencia entre los dos voltajes, según la siguiente ecuación:

${\displaystyle V_{O}=A_{d}(V_{in}^{+}-V_{in}^{-})}$

donde el factor de proporcionalidad ${\displaystyle A_{d}}$ es la ganancia diferencial del amplificador.