Sin ttulo de diapositiva

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Diseño de Amplificadores
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• Conceptos básicos de amplificación
• Acoplamiento de señal/polarización
• Amplificación con transistores bipolares.
• Amplificación con transistores de efecto campo
• Amplificador diferencial

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• Amplificador de ganancia A
• Interesa
• Rango amplio de señales de entrada y de salida
• Ganancia
• Constante con la frecuencia
• Independiente del nivel de excitación
• Estable con el tiempo

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• La excitación puede ser
• En tensión equivalente Thévenin de la fuente de
  excitación
• En corriente equivalente Norton de la fuente de
  excitación

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Característica de entrada del amplificador
impedancia equivalente de entrada, Zin a)
Excitación en Tensión Interesa
RigtgtRg en el caso ideal Ri ? b)
Excitación en Corriente Interesa Ri ltlt
Rg en el caso ideal Ri 0
ve
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• Característica de salida del amplificador
  impedancia de salida, Z0
• Generador de tensión ii) Generador de
  corriente
• Interesa R0ltltRL Interesa R0ltltRL
• idealmente R0 0 idealmente R0 ?

iL
vL
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RESUMEN Entrada Salida Tipo de amplificación
Ganancia Ri Ro Tensión tensión tensión Av
? 0 Corriente corriente corriente Ai 0
? Tensión corriente transconductancia
AG ? ? Corriente voltaje
transimpendancia AZ 0 0
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Para calcular la impedancia de entrada de un
amplificador se anulan las fuentes independientes
del mismo, se conecta a la entrada del
amplificador una fuente de tensión de prueba
(vtest). Se calcula vtest/itest Zin Para
calcular la impedancia de salida se anulan las
fuentes independientes del mismo, se conecta la
fuente de prueba a la salida del amplificador. Se
calcula vtest/itest Zout
itest
Amplificador Ganancia A
Amplificador Ganancia A
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Definición del problemaCómo separar el circuito
de polarización del transistor de la señal que
queremos amplificar? El ppio. de superposición
nos dice que hay que anular la fuente de pequeña
señal para hallar el punto de trabajo del trt. Al
conectar el generador de señal el pto. de trabajo
no debe cambiar Ejemplo vGS gt vT
(para poner al trt en activa) al cerrar el
interruptor vG 0, el trt. se pone en
corte
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• Solución Acoplamiento Capacitivo
• En continua el condensador es un Circuito
  Abierto (la alterna no interfiere).
• En alterna (pequeña señal) los condensadores son
  Corto Circuitos (se eligen grandes para que
  cumplan esta condición). Zc 0 ? vG vi
• Un problema que surge al usar los C es que en
  baja frecuencia los condensadores no son corto
  circuitos y la ganancia disminuye a baja
  frecuencia

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Otro problema que surge al conectar la
resistencia de carga es que también puede cambiar
el punto de trabajo Solución introducir otro
condensador entre la salida y la carga En
general la conexión entre varias etapas se
realiza mediante condensadores. Otra opción es el
acoplamiento directo, pero requiere un diseño
complicado. P. ej. el Amplificador Operacional
utiliza alimentación simétrica. Se busca V00
cuando vi 0
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• RESUMEN
• Usaremos C para acoplar etapas, la señal de
  entrada y la resistencia de carga.
• En el análisis de continua (DC) los
  condensadores se sustituirán por CA. Se obtendrá
  el punto de trabajo de los transistores
• En el análisis de alterna (AC) los condensadores
  se sustituyen por CC
• OTROS USOS
• Condensador de desacoplo (bypass capacitor)
• Puesto en paralelo con una R permite
  eliminarla en el circuito de pequeña señal.
• Ejemplo. Resistencia de fuente o de emisor

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DE EMISOR COMÚN
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• Efecto del Condensador de desacoplo
• Si no hay CE (o se añade una RE adicional) se
  obtiene un circuito
• Con menor ganancia
• Mayor estabilidad
• Mayor ancho de banda
• Mayor impedancia de entrada

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DE COLECTOR COMÚN (seguidor de emisor)
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• RESUMEN
• La configuración en Emisor Común es la más
  adecuada para producir la ganancia requerida en
  un amplificador.
• Incluir una RE adicional (sin condensador)
  provee varias mejoras a costa de reducir la
  ganancia.
• La configuración en Colector Común tiene
  aplicación como amortiguador del voltaje, para
  conectar una fuente de alta resistencia a una
  carga de baja resistencia y como etapa de salida
  de un amplificador de varias etapas

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DE FUENTE COMÚN
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DE DRENADOR COMÚN
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• RESUMEN
• La configuración en Fuente Común es la más
  adecuada para producir la ganancia requerida en
  un amplificador.
• Incluir una RS adicional (sin condensador)
  provee varias mejoras a costa de reducir la
  ganancia.
• La configuración en Drenador Común tiene
  aplicación como amortiguador del voltaje, para
  conectar una fuente de alta resistencia a una
  carga de baja resistencia y como etapa de salida
  de un amplificador de varias etapas

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• Constituye la primera etapa de un A.O.
• Consta de, al menos, dos dispositivos activos
  (transistores).
• Es un circuito simétrico.
• El A. D. ideal es completamente simétrico, con
  componentes idénticos.
• Para hacer el análisis se sustituye la fuente de
  corriente por una fuente de tensión y una
  resistencia

A
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Despreciando las corrientes que circulan por las
resistencias de base VA 0 V VB - 0.7 V VRT
VEE-0.7 IT (VEE-0.7)/RT Si es simétrico la
mitad de esta corriente circularía por cada uno
de los dos emisores. Ejercicio
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• Tensión y Corriente de Offset de entrada
• En los A.D. reales no todos los elementos son
  idénticos, esto da lugar a variaciones y
  diferencias entre tensiones y corrientes
  idealmente idénticas
• Corriente de Offset. Diferencia entre las
  corrientes de base
• Tensión de Offset de salida. Diferencia entre las
  corrientes de colector
• Tensión de Offset de entrada. Es la tensión en DC
  a aplicar en una de las bases para compensar la
  tensión de offset de salida.

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• Análisis en Alterna (AC)
• El circuito más general es el que tiene dos
  entradas y dos salidas.
• Existen, no obstante, diferentes configuraciones
  dependiendo de cómo se defina la entrada y la
  salida.
• Entrada diferencial y salida diferencial
• Entrada diferencial y salida asimétrica (es la
  más habitual)
• Entrada asimétrica y salida diferencial
• Entrada asimétrica y salida asimétrica
• Como el A.D. se puede aproximar a un circuito
  lineal, usaremos el ppio. de superposición

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• Respuesta a vi1 (vi2 0)
• Para hacer el análisis en alterna sustituimos el
  trt. por su modelo equivalente en pequeña señal y
  anulamos la fuente de continua
• desfase de 180º de la salida 1 respecto de la
  entrada 1.
• Análogamente
• Al ser el circuito simétrico, se obtendrán
  resultados similares al considerar la 2ª fuente
  vi2. Si la entrada es asimétrica (solo hay vi1) y
  la salida es diferencial v0 v02-v01 la ganancia
  es

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• Casos especiales
• a) Entradas iguales (en fase y amplitud), vi1
  vi2
• De la misma forma
• b) Entradas iguales desfasadas 180º, vi1 -vi2
• El A. D. suprime las señales en fase e
  intensifica las señales desfasadas 180 º
• Rechazo en modo común. Las señales en modo común
  son las que están en fase. El A.D. ideal suprime
  estas señales, la ganancia en modo común 0. El
  A.D. real presenta ganancia en modo común 0
  debido a la tolerancia de las R o a la no
  igualdad de los parámetros de los trt.