Sin ttulo de diapositiva

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Tema 1 Diseño de Amplificadores
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• Conceptos básicos de amplificación
• Acoplamiento de señal/polarización
• Amplificación con transistores bipolares.
• Amplificador en emisor común
• Amplificador en colector común
• Amplificación con transistores de efecto campo
• Amplificador en fuente común
• Amplificador en drenador común
• 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
ie
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• Característica de salida del amplificador
  impedancia de salida, Z0
• Generador de tensión ii) Generador de
  corriente
• Interesa R0ltltRL Interesa R0gtgtRL
• idealmente R0 0 idealmente R0 ?

iL
vL
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(No Transcript)
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• Cálculo Zin de un amplificador
• Anular las fuentes independientes (tensión?c.c.,
  corriente ?c.a.)
• Conectar a la entrada del amplificador una fuente
  de tensión de prueba (vtest)
• Calcular vtest/itest Zin
• Cálculo Zout de un amplificador
• Anular las fuentes independientes (tensión?c.c.,
  corriente ?c.a.)
• Conectar la fuente de prueba a la salida del
  amplificador (vtest).
• Calcular vtest/itest Zout

itest
Amplificador Ganancia A
Amplificador Ganancia A
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• Problema 1 Cómo separar el circuito de
  polarización del transistor de la señal que
  queremos amplificar?
• Ppo. de superposición 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 (trt en activa)
• Si interruptor cerrado vG 0, trt. en
  corte.

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• Solución Acoplamiento Capacitivo
• En DC (w0) el condensador es un circuito abierto
  (la alterna no interfiere).
• En AC (pequeña señal) y a frecuencias medias
  (kHz) los condensadores se eligen grandes para
  que sean cortocircuitos.
• Si C Zc1/jwC ? Zc 0 ? VG Vi
• Un problema que surge al usar los C es que en
  baja frecuencia los condensadores no son
  cortocircuitos y la ganancia disminuye a baja
  frecuencia

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Problema 2 conectar la resistencia de carga
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. Ejemplo
Amplificador Operacional utiliza alimentación
simétrica. Se busca V0 0 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 c.a. Se obtendrá
  el punto de trabajo de los transistores.
• En el análisis de alterna (AC) los condensadores
  se sustituyen por c.c
• OTROS USOS
• Condensador de desacoplo (bypass capacitor)? 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).
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
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Amplificación diferencial permite que los
circuitos sean menos sensibles a ruido e
interferencias
Si las entradas V y V- tienen componentes de
ruido/interf., éstas se anulan a la salida
El AD permite etapas directamente acopladas sin
necesidad de condensador
Sin condensadores de acoplo estos circuitos
permiten amplificar señales a bajas frecuencias
AD empleados en instrumentación
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Análisis DC
Despreciando las corrientes de base VA 0
V VB - 0.7 V VRT VEE-0.7 IT
(VEE-0.7)/RT Si es simétrico la mitad de IT
circularía por cada uno de los dos emisores ?
IT2IE
Ejemplo
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A.D. reales
En los A.D. reales no todos los elementos son
idénticos (tolerancia R, variaciones TRT), esto
da lugar a variaciones entre las tensiones y
corrientes que idealmente serían idénticas.
Ejemplo
Si Ib1?Ib2? Ic1?Ic2?Vc1?Vc2
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 AC
• El circuito más general tiene dos entradas y dos
  salidas.
• Existen 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 ppo. 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.