Anal is is de Peque n Asenal

8/15/2019 Anal is is de Peque n Asenal

1/51

Análisis de pequeña señal del

transistor bipolar

Electrónica I


2/51

Emisor común polarización fija

La corriente de entrada es I i y la de salida es I o.

Circuito original Circuito equivalente de ac


3/51

Modelo r eLos valores de r e, r o y b, se pueden obtener de las característicasdel transistor. Con estos valores se determinan los parámetros

importantes:

e BC oo B

i

e

oC

voC oe Bir R Rr

r R

Ar

r R

Ar R Z r R Z b

b

b ||

||||


4/51

Lo anterior puede simplificarse si R B > 10br e y r o > 10 RC

b b i

e

C

vC oei A

r

R A R Z r Z

C

i

vi

R

Z A A Se puede llegar fácilmente a la siguiente expresión:

El signo negativo en Av indica que hay un cambio de fase

de 180º.


5/51

Ejemplo

10.71

1,069

3k

-280.11

100

94.16


6/51

Polarización por divisor


7/51

Cantidades importantes

eC o

o

i

e

oC

voC oe Bir R Rr

r R A

r

r R Ar R Z r R Z

b

b b

'

'||||||

b

b

b

e

i

e

C

vC ir R

R A

r

R A R Z

'

'

21

21'

R R

R R R

Lo anterior puede simplificarse si R’ > 10br e y r o > 10 RC

C

i

vi R

Z A A


8/51

ejemplo

18.44

1.35 k

6.8k

-368.76

73.04

1.35

5.98

-324.3

64.3


9/51

Polarización de emisor sin

desviación

Se ignora r o

Z b = br e + (b +1) R E

Se puede simplificar a:

Z b = b R E


10/51

b B

B

i

E

C

E e

C

b

C

vC ob Bi Z R

R A

R

R

Rr

R

Z

R A R Z Z R Z

b b

||

C

i

vi R

Z A A

Las ganancias e impedancias quedan como:


11/51

Efecto de r o

E

o E C

oC

eb R

r R R

r Rr Z

/1

/1 b b

Z i:

RC

/r o

10( RC + R E )

E eb

Rr Z b


12/51

Efecto de r o

E

e

eo

oC b

R

r

r r r R Z

b

b

1

||

Z o:

r o

>> r e

, entonces

E

e

oC b

R

r r R Z

b

1

11||

Normalmente puede simplificarse a:

Z o = RC


13/51

Efecto de r o

o

C

o

C

o

e

b

C

v

r

R

r

R

r

r

Z

R

A

1

1 b Av y Ai:

r o

/r e

10 RC

b

C

v Z

R A

b

C

i

vi R

Z A A

Si se utiliza un capacitor de desvío en R E se utilizan las

ecuaciones del acetato 3.


14/51

ejemplo

Con C E

5.99

717.72.2 k

-367.28

104.92

5.99

59.34 k

2.2 k

-3.89

104.92


15/51

ejemplo

19.64 Ohms

8.47 kOhms

2.2 k

-3.24

12.47

Con C E

19.64

4.12 k

2.83 k

-112.02

144.1


16/51

Otra configuración


17/51

Seguidor emisor

El seguidor emisor tiene una alta impedancia de entrada y una bajaimpedancia de salida, la ganancia de voltaje es prácticamente 1.


18/51

Circuito equivalente re


19/51

E ebb Bi Rr Z Z R Z 1|| b b

e E

E

v

r R

R A

Las ganancias e impedancias quedan como sigue:

Z i

:

e E o r R Z ||

Z o:

E

i

v

b B

B

i

R

Z A

Z R

R A

b

Av:

Ai:


20/51

Efecto de r o

o

E

E

ei

r

R

R

r Z

1 b Z i:

e E

e

E oo r Rr

Rr Z ||1

||||

b

b

o

E

b E

v

r

R

Z R A

1

/1 b Av:

r o >>10 R E , entonces E ei Rr Z b

Z o:

r o >>10 R E , entonceso E

E v

r R

R A

Ai: E

i

v

b B

B

i R

Z A

Z R

R A

b


21/51

Ejemplo 8.7

re = 12.605Zi = 1.3272e+005

Zo = 12.557

Av = 0.99619

Ai = -39.671

Ai = -40.066Zi = 1.2615e+005

Zo = 12.557

Av = 0.99574


22/51

Variaciones del seguidor emisor Seguidor polarizados por divisor (a) y con resistencia de colector (b)

Las ecuaciones anteriores son válidas reelpazando R B por R’ = R1|| R2

(a) (b)


23/51

Base común


24/51

e E i r R Z ||

e

C

vr

R A


Z i

:

C o R Z

Z o:

i

A

Av:

Ai:

El voltaje de salida está en fase con el de entrada.


25/51

Ejemplo 8.8

re = 20Zi = 19.608

Zo = 5000

Av = 250

Ai = -0.98000


26/51

Retroalimentación de colector


27/51


28/51

Efecto de ro

e F

C

ee F

oC

F e

F

oC

i

r R

R

r r R

r R

Rr

R

r R

Z

b b

1

1

||11

||1

C o R Z

e

C

F

C

e

C

F

oC

oC

e F

vr

R

R

R

r

R

R

r R

r Rr R

A

1

||1

||11


29/51

Ejemplo 8.9

re = 11.221

Zi = 561.05

Zo = 2660.1

Av = -240.62

Ai = -50

ro = 20000

Zi = 622.01

Zo = 2347.8

Av = -209.25

Ai = 48.206


30/51

Retroalimentación con resistencia

en emisor


31/51

Impedancias y ganancias

F

C E

E

i

R

R R

R Z

b

1 F C o

R R Z ||

E

C

v R

R A

F

C E

v

R

R R A

b

1

1


32/51


33/51

Circuito equivalente


34/51

e F i e R Z b ||1

e

C F

e

C F o

v

r

R R

r

R Rr A

||||||22


Z i:

22|||||| F C o F C o R Rr R R Z

Z o:

2

2

2

1

1

||1||

||

'

'

F o

C C F o

F o

C e F

F

i

Rr R

R Rr

Rr

R Rr R

R R A

b b

b

b

Av:

Ai:

El voltaje de salida está 180 º desfasado con el de entrada.


35/51


36/51

Modelo híbrido aproximado

El modelo aproximado en emisor y base común se muestra

en la figura.


37/51

Polarización fija


38/51

ie Bi h R Z ||

ie

oeC fe

vh

h Rh A

/1||


Z i:

oeC o h R Z /1||

Z o:

fei h A

Av:

Ai:



39/51

Ejemplo 8.11

Zi = 1170.8

ro = 5.0000e+004

Zo = 2561.7Av = -261.62

Ai = 120


40/51

Divisor de voltaje


41/51

21 ||'||' R R Rh R Z iei

ie

oeC fe

vh

h Rh A

/1||


Z i:

C o R Z

Z o:

ie

fe

i h R

Rh

A

'

'

Av:

Ai:



42/51

Polarización de emisor sin

derivación


43/51

E febb Bi R f Z Z R Z ||

E

C

v R

R A


Z i:

C o R Z

Z o:

b B

B fe

i Z R

Rh

A

Av:

Ai:



44/51

Seguidor emisor


45/51

E febb Bi R f Z Z R Z ||

feie E

E v

hh R

R A

/


Z i:

fe

ie E o

h

h R Z

1||

Z o:

b B

B fe

i Z R

Rh

A

Av:

Ai:



46/51

Base común


47/51

ib E i h R Z ||

ib

C fb

vh

Rh A


Z i:

co R Z

Z o:

1

fbi h A

Av:

Ai:



48/51


49/51


50/51


51/51

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