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Amplificadores con transistores bipolares de unión

Enviado por wlozano



Electrónica:
Amplificadores con transistores bipolares de unión

Indice
1. Fuentes de tensión y de corriente dependientes
2. Transistores bipolares
3. Circuitos con transistores
4. El amplificador EC
5. Consideraciones de potencia
6. Amplificador emisor seguidor (colector común)

1. Fuentes de tensión y de corriente dependientes

Las fuentes dependientes producen una tensión o corriente cuyo valor está determinado por la existencia de una tensión o corriente en otro lugar del circuito(nótese que los dispositivos producen una tensión o corriente cuyo valor se determina por una tensión o corriente en el mismo lugar del circuito). Las fuentes de tensión y de corriente dependientes o independientes son elementos activos, esto es capaces de suministrar energía a algún dispositivo externo. Los elementos pasivos no pueden generar energía, aunque pueden almacenar cantidades finitas de está para su distribución posterior, como es el caso de los capacitores e inductores.
En la figura 2.1 se muestra un circuito que contiene una fuente dependiente. La fuente de tensión depende del valor de la tensión, VR2. El factor de amplificación es 4. La ley de tensiones de Kirchhoff (LTK) se aplica al lazo para obtener
10 = (5000)I + 4VR2 –VR2 = (5000)I + 3VR2

Entonces utilizando la ley de Ohm, se obtiene
VR2 = -(1000)I

Substituyendo esto en la ecuación del lazo, se tiene
10 = (5000)I + 3VR2 = (5000)I – (3000)I = (2000)I

Por tanto,
I = 5mA
VR2 = -5V
y
4VR2 = -20V

2. Transistores bipolares

El transistor es un dispositivo de tres terminales, a diferencia del diodo, que tiene dos terminales. Este consiste en un material de tipo p y uno de tipo n; el transistor consiste en dos materiales de tipo n separados por un material de tipo p (transistor npn) o en dos materiales p separados por un material n (transistor pnp). En la figura 2.4(a) se incluye la representación esquemática de un transistor.
Las tres capas o secciones diferentes se identifican como emisor, base y colector.
El emisor, capa de tamaño medio diseñada para emitir o inyectar electrones, está bastante contaminado. La base, con una contaminación media, es una capa delgada diseñada para pasar electrones. El colector, capa grande diseñada para colectar electrones, está poco contaminado.
El transistor se puede concebir como dos uniones pn colocadas "espalda contra espalda", éstas se denominan transistores bipolares de unión (BJT, bipolar función transistor).

Operación del transistor
Una explicación sencilla pero eficaz de la operación del transistor npn se lleva a cabo utilizando la técnica de diagramas de barrea de potencial de la figura 2.4(b). Este método ilustra de manera simplificada la operación básica de un transistor bipolar de tal forma que se puedan entender ejemplos de circuitos sencillos. Cuando la unión base-emisor se polariza en directo y la unión base-colector en inverso, los electrones que dejan el material n del emisor sólo ven una barrera de potencial pequeña en la unión np. Como la barrera de potencial es pequeña, muchos de los electrones tienen la suficiente energía para llegar al tope de ella. Una vez en el tope, los electrones se mueven fácilmente a través del material p (base) a la unión pn (base-colector). Cuando se acercan a esta unión, los electrones se encuentran bajo la influencia de la fuente de tensión positiva y se mueven con mucha rapidez conforme descienden en la barrera de potencial. Si se reduce la polarización en directo de la unión base-emisor, aumenta la altura de la barrera de potencial. Alos electrones que dejan el emisor les será más difícil alcanzar el tope. Los electrones que lo alcanzan son aquellos con mayor cantidad de energía, y los que alcanzarán el colector. Por tanto, una reducción de la polarización en directo provoca que la corriente a través del transistor se reduzca en forma considerable. Por otra parte, al aumentar la polarización en directo de la unión base-emisor se reduce la barrera de potencial y se permite el flujo de un mayor número de electrones a través del transistor.

El flujo de corriente en un transistor de unión también se puede entender mediante el examen del comportamiento de los portadores de carga y las regiones desérticas. Estas regiones se identificaron en la figura 2.4(b). Nótese que como la unión base-emisor esta polarizada en directo, la región desértica es relativamente delgada. Lo inverso es correcto para la unión base-colector. Un gran número de portadores mayoritarios (electrones) se difunde a través de la unión base emisor, puesto que ésta se halla polarizada en directo. Estos electrones entran a la región de la base y tienen dos opciones. Podrían dejar esta región a través de la conexión con las fuentes de alimentación o continuar hacia la región de colector a través de la amplia región desértica de la unión polarizada en inverso. Lo normal sería que la mayor parte de esta corriente regresará a la fuente, excepto por las siguientes observaciones. Como la región de base es muy delgada, estos electrones necesitan viajar una distancia más corta para ser atraídos por la fuente positiva del colector. Además, el material de la base posee una conductividad baja, por lo que el trayecto hacia la terminal de la fuente presenta alta impedancia. En realidad, una cantidad muy pequeña de los electrones deja la base a través de la conexión con la fuente; la mayor parte de la corriente fluye hacia el colector.

El transistor de unión bipolar presenta ganancia de corriente, lo cual se puede utilizar para amplificar señales. En la figura 2.5 se muestra el circuito equivalente simplificado de un transistor npn. Por lo general, este modelo es adecuado para el diseño y análisis de muchos circuitos.
En la figura 2.7 se muestra una versión refinada de este modelo, conocida como modelo de Ebers-Moll. La unión base-emisor actúa como un dipolo polarizado en directo con una corriente iB + iC. La unión base-colector esta polarizada en inverso y exhibe una corriente de fuga pequeña, ICBO, y una corriente grande, b iB. Esta última es provocada por la interacción de corrientes en la base. Queda claro que
iE = iC + iB

Nótese que la dirección positiva de las corrientes de base y colector se define entrando al transistor, y en forma inversa para la corriente del emisor. Esta es una simple convección, y se podría haber invertido cualquiera de las direcciones.
La ganancia de corriente en base común, a , se define como la razón del cambio en la corriente de colector al cambio en la corriente de emisor, suponiendo que la tensión entre el colector y la base es constante. Por tanto,

Esto se muestra de manera gráfica en la figura 2.8, donde ICBO es la corriente de fuga entre base y colector. Se desea encontrar una relación entre las corrientes de base y colector. La corriente de colector se encuentra al observar la figura 2.8(b):

(2.2)

Cambiando las ecuaciones (2.1) y (2.2), se encuentra la corriente de emisor,

Y resolviendo para la corriente de base,

(2.3)

Se puede eliminar iE de la ecuación (2.3) rescribiendo la ecuación (2.2) como

Por ultimo, esto se sustituye en la ecuación (2.3) para obtener una relación entre iB, iC e ICBO:

(2.4)

La ganancia de corriente en base común, a , suele estar entre 0.9 y 0.999. Por tanto, el inverso se puede aproximar a la unidad, dando así

Beta (b ) se utilizó antes para definir la razón entre cambios de corriente de colector y cambios de corriente de base. Esto es,

Por tanto, se diferencia la ecuación (2.4) y se reacomodan los términos.

Los valores típicos de b se hallan entre 10 y 600. Haciendo la sustitución para b , se tiene

Por lo general se puede despreciar ICBO, pues es pequeña en magnitud. Por tanto,

(2.5)

El término b se conoce como factor de ganancia a señal grande o factor de amplificación en cd. Por tanto, se vuelve el modelo original simplificado. En la práctica, el valor de b varía con la corriente de base.

3. Circuitos con transistores

Configuraciones comunes en circuitos
Existen tres configuraciones usadas en circuitos de transistores. La más utilizada es la de amplificador en emisor común (EC), así llamada porque el emisor se encuentra tanto en el lazo de entrada como en el de salida. El siguiente circuito más utilizado es la configuración en colector común (CC), también conocida como emisor seguidor. La tercera configuración es el circuito en base común (BC). En la figura 2.9 se muestran ejemplos de estas configuraciones de amplificadores y se ilustran transistores npn. El diseño de la polarización, o circuito en cd. Está caracterizado por el resistor de base, RB, el resistor de emisor, RE, el resistor de colector, RC, y la fuente de tensión, VCC. La técnica de polarización para el amplificador EC es la misma que para la configuración BC, por lo que se consideran juntas. La configuración CC se considera por separado. Cuando
Se utilizan transistores pnp, se invierten las polaridades de las tensiones de VBB y VCC, pero los circuitos equivalentes desarrollados en ca se mantienen igual.

Curvas características
Como el transistor es un dispositivo no lineal, la forma de definir su operación es usar una serie de curvas características de manera similar a las utilizadas en el capítulo anterior para los diodos. Existe un conjunto de curvas para cada tipo de transistor. Como no se está tratando con dispositivos de 2 terminales, las ecuaciones incluyen al menos tres variables. Por tanto, se utilizan curvas paramétricas para describir el comportamiento del transistor. En la figura 2.10 se muestran dos gráficas características. En la figura 2.10 (a) se ilustra la corriente del emisor como función de la tensión entre la base y el emisor cuando vCE se mantiene constante. Nótese que, como se podía esperar, esta curva es similar a la del diodo, ya que constituyen la característica de la corriente en una unión simple. Se dibuja una línea de carga utilizando las dos imperfecciones con los ejes. Cuando iE.= 0. La otra se encuentra haciendo vBe = 0. El punto donde la línea de carga cruza la curva de iE contra vBE se llama punto de operación, o punto Q. La pendiente de la línea de carga es –1/(RE + RB). Esto es, la resistencia equivalente vista por las terminales de base y de emisor es simplemente RE + RB. La pendiente de la curva característica es 1/rd, donde rd es la resistencia dinámica de la unión base-emisor de transistor. Esta pendiente se puede calcular a partir de la ecuación (1.-se aparentes) y de las simplificaciones que le sigue. Como ésta es una unión pn, nVT = 26 mV (suponiendo una unión de silicio a temperatura ambiente). Tomando la derivada de la ecuación (1.1) y realizando las simplificaciones adecuadas, se encuentra que la resistencia dinámica es aproximadamente

donde IEQ es la corriente del emisor en el punto Q.

Sin embargo, en transistores de silicio, el valor de n está cercano a la unidad debido a los efectos de recombinación provocados por las corrientes de base y de colector combinadas en la región del emisor. Los transistores de difusión exhiben un incremento del 10 al 20% en el valor de n para niveles de corriente por arriba del intervalo normal de operación del transistor. Una extensión en línea recta de la curva característica intersectaría al eje vBE en 0.7 para transistores de silicio,0.2 para germanio y 1.2 para dispositivos de arsenurio de galio.
Las curvas características son curvas paramétricas de iC contra vCE, con iB como parámetro. En la figura 2.11 se muestra un ejemplo de una familia de dichos curvas. Cada tipo de transistor tiene su propio conjunto único de curvas características.

4. El amplificador EC

El EC, o amplificador emisor común, se llama así porque la corriente de base y de colector se combinan en el emisor. En la figura 2.13 se muestra la configuración del amplificador, donde se seleccionó un transistor npn como ilustración. En primer lugar se analiza en circuito de la figura 2.13 bajo condiciones de cd. La fuente variable, vs, se hace igual a cero. La LTK en el lazo de base se escribe como

(2.10)

Recuérdese que VBE está entre 0.6 y 0.7 V para transistores de silicio, pero en este libro se utilizará el valor 0.7 V a menos que se especifique otro valor. Se escribe ahora la LTK a través del lazo de colector-emisor como sigue:

Entonces

(2.11)

La ecuación (2.11) define la línea de carga, que se dibuja en las curvas características de la figura 2.14(a). Ahora se puede seleccionar sobre la línea de carga el punto Q, o punto de operación, que se define como el punto de señal cero. Si se supone ahora una entrada de ca

La onda de salida se puede encontrar de manera gráfica. Moviendo el punto de operación hacia arriba y abajo a lo largo de la línea de carga conforme cambia iB, se pueden graficar iC; iB y vCE, como se muestra en la figura 2.14.

El amplificador EC con resistor en el emisor
En la figura 2.15 se ilustra un circuito EC al cual se añadió un resistor en el emisor. Se escriben las ecuaciones de Kirchhoff en el lazo emisor-colector para determinar la línea de carga en cd. Con referencia a la figura 2.15(a), se encuentra

Como IC es aproximadamente igual a IE, se obtiene

(2.12)

Si IC = 0, entonces

Este punto de operación se encuentra en la región de corte. Si VCE = 0, se obtiene

Este punto se encuentra en la región de saturación. La línea de carga resultante esta dibujada en la figura 2.15(b).
Al utilizar el transistor en emisor común se evitó la región no lineal de las curvas características que ocurren en niveles bajos de iC (corte) y en valores bajos de vCE (saturación). A menudo, al diseña un amplificador con transistor se desea una salida con máxima excursión no distorsionada. Si la señal de entrada en ca es simétrica alrededor de cero, se puede obtener una excursión máxima colocando el punto Q en el centro de la línea de carga. Por tanto,

Esta ecuación establece a VCEQ e ICQ. Además, debido a que la unión base-emisor actúa como un diodo,

Escribiendo las ecuaciones de la LTK alrededor del lazo de la base, se obtiene

Nótese que se utilizan letras minúsculas y subíndices en mayúsculas para las variables. Esto indica valores totales (cd + ca). Este es un momento adecuado para revisar las convenciones de notación presentadas al inicio del texto. Debido a que

se tiene

y el punto de operación,

(2.13)

La tensión, VBE, se considera constante a temperatura ambiente (25° C) y tiene un valor cercano a 0.7 V para transistores de silicio. Con el fin de evitar la utilización de dos fuentes de cd separadas, se puede utilizar una red de división de tensión para suministrar la fuente de cd al circuito de base, como se muestra en la figura 2.16. Los valores para R1 y R2 determinan la ubicación del punto Q.
Si en la figura 2.16 la combinación de fuente y resistor conectados a la base se reemplaza por un equivalente de Thévenin, el nuevo circuito es idéntico al de la figura 2.15. Por tanto, sólo es necesario elegir adecuadamente R1 y R2.

(2.14)

(2.15)

Se puede resolver para R1 y R2 sustituyendo la ecuación (2.14) en la ecuación (2.15):

(2.16)

(2.17)

Es necesario determinar R1 y R2 para establecer el punto de polarización requerido. El análisis de la sección anterior supone que la corriente del colector es igual a la del emisor. Esta es una buena aproximación, ya que b suele ser superior a 100.

Introducción al análisis y diseño
En problemas de análisis, el circuito está completamente especificado. En consecuencia, se conoce el punto Q, ya que están dados tanto R**como R**. Tal vez el punto de polarización no esté colocado de manera óptima, y, de hecho, se puede descubrir que el transistor se encuentra en la región de corte o de saturación. Pero, como todo el circuito está especificado, es suficiente con sustituir valores en las ecuaciones y calcular los resultados.
En problemas de diseño, el circuito no está especificado completamente. El diseñador tienen la ocasión de situar en punto de operación en el mejor lugar posible. Si se desea tener la máxima excursión posible en la tensión de salida, el punto Q se ubica en el centro de la línea de carga. Si, por otra parte, la señal de entrada es pequeña, a menudo I** se puede seleccionar como un valor pequeño para obtener una salida lineal (sin distorsión), disipando así una menor potencia en condición estática. Como la especificación del punto Q no proporciona en número suficiente de ecuaciones para encontrar todos los componentes, se deben introducir restricciones adicionales para obtener un incremento en el desempeño.

5. Consideraciones de potencia

La estimación de potencia es una consideración importante al seleccionar resistores. Los resistores deben ser capaces de soportar la máxima potencia anticipada sin sobre calentarse. Las consideraciones de potencia también afectan la selección del transistor. Por lo general, los diseñadores seleccionan los componentes adecuados para el diseño que tengan la más baja capacidad de manejo de potencia.

Derivación de las ecuaciones de potencia
La potencia promedio se calcula como sigue:

para cd:

para ca:

En la ecuación en ca, T es un periodo de la forma de onda. Si la señal no es periódica, se hace tender T al infinito. La potencia suministrada por la fuente de energía al amplificador Ec de la figura 2.16 se puede escribir como

Se ha supuesto que el valor promedio de ic(t) es cero. Por ejemplo si la señal de entrada es una sinusoide,

Entonces

donde T = 2/. Como I2BQR2 es pequeña, suele ignorarse. La potencia promedio disipada por el transistor es

Para una señal de entrada cero, esto se convierte en

Para una señal de entrada con máxima excursión posible,

De la derivación anterior, se ve que el transistor disipa la máxima potencia cuando no se aplica ninguna señal de ca.

Capacitores de paso y de acoplamiento
Los capacitores se aproximan a corto circuitos para señales de ca y circuitos abiertos para señales de cd. Por tanto, Los capacitores de paso se utilizan para eliminar de manera efectiva (poner en corto) a los resistores durante la operación en ca. Los capacitores de acoplamiento se utilizan para bloquear la corriente directa y permitir el paso de la señal de ca.

Capacitores de paso
Los capacitores se pueden utilizar para poner en corto el resistor de emisor, incrementando así la ganancia del amplificador. Para lograr esto, se selecciona un capacitor cuya impedancia en frecuencias de operación sea mucho menor que la resistencia del resistor emisor. Como la impedancia aumenta al disminuir la frecuencia, la impedancia del capacitor debe ser mucho menor que el valor de la resistencia equivalente a través de la capacitancia en la frecuencia de operación más baja del amplificador.

Capacitores de acoplamiento
Cada par de etapas de un amplificador de varias etapas se puede acoplar por medio de un capacitor. La impedancia de entrada de la siguiente etapa es la carga de la etapa anterior. En capacitor de acoplamiento es necesario para prevenir interacciones de cd entre etapas adyacentes.

Línea de carga de ca para la configuración en EC
Las líneas de carga para el amplificador EC y BC son idénticas. Por ello, aunque se esté presentando la teoría para el EC, se utilizan los mismos conceptos tanto para EC como para BC.
La resistencia en el circuito colector-emisor para operación en cd es RC + RE,la cual se define como Rcd. Cuando la carga se acopló al transistor a través de un capacitor, la resistencia en ca es diferente. Bajo condiciones de ca, la resistencia en el circuito colector-emisor es

Notése que para operación en ca, la terminal VCC se conecta a tierra. Si El resistor de emisor se pone en corto con un capacitor, entonces la resistencia en ca es sólo

La línea de carga de ca tiene una pendiente de –1/Rca. Como una entrada en será igual a cero coloca el punto de operación en el punto Q, la línea de carga intercepta a la línea de carga de cd en el punto Q. Si la señal de entrada es pequeña, el punto Q debería localizarse normalmente para minimizar la corriente de colector estacionaria.

La línea de carga de ca a través de cualquier punto Q
La línea de carga de cd se determinó a partir de la ecuación (2.12), y esta dada por la ecuación

Como los capacitores de acoplamiento son circuitos abiertos a cd, esta línea de acarga se aplica al circuito de la figura 2.19. La línea de carga se gráfica en las curvas características de la figura 2.20. A continuación se repiten las definiciones de resistencia en ca y cd.
Rcd = resistencia total alrededor del lazo colector-emisor bajo condiciones de cd (los capacitores se consideran circuitos abiertos)
Rca = resistencia total alrededor del lazo colector-emisor bajo condiciones de ca (las fuentes de cd se hacen cero y los capacitores se consideran cortocircuitos)

Para el circuito de la figura 2.19, se tiene

(2.23 y 2.24)

La ecuación para la línea de carga es entonces

El punto Q, se específica para una señal de valor cero, se ubica tanto en la línea de carga de ca como en la de cd. La línea de carga de ca pasa a través del punto Q, y tiene una pendiente de –1/Rac. Esta pendiente es de mayor magnitud que la de la línea de carga de cd. La línea de carga de ca se gráfica en la figura 2.20.

Elección de la línea de carga de ca para una máxima excursión de en la salida
Si se desea diseñar el amplificador para máxima excursión en la tensión de salida, el punto Q se debe colocar en el centro de la línea de carga de ca. En la figura 2.21 se muestran las líneas de carga para el circuito de la figura 2.19. Es cuestión de geometría colocar el punto Q para máxima excursión. La línea de carga de cd se dibuja como en la figura 2.20. Esto es,

(2.25)

Se escriben las ecuaciones de LTK para el caso de ca, donde los capacitores se reemplazan por cortocircuitos y las fuentes de cd se hacen iguales a cero. Se escribe la ecuación lineal con el método punto-pendiente, como sigue:

(2.26)

La intersección de esta línea y la línea de carga de cd es el punto Q. Como iC es máxima cuando vCE=0, la máxima corriente de colector, I´C, esta dada por

Sin embargo, I´C es igual a 2ICQ para máxima excursión a lo largo de la línea de carga de ca. Sustituyendo esta restricción en la ecuación anterior, se obtiene

(2.27)

La ecuación (2.27) representa una ecuación de dos incógnitas para especificar la localización del punto Q para máxima excursión en la salida. La segunda ecuación se deriva utilizando la ecuación de la línea de carga de cd. La ecuación (2.27) se sustituye en la ecuación (2.25) como sigue:

(2.28)

Esta especifica vCE en el punto Q. ICQ se obtiene entonces de la ecuación (2.27) como

(2.29)

V´CC es la intersección de la línea de carga de ca con el eje vCE, como se muestra en la figura 2.21. La pendiente de la línea de carga de ca es

Análisis y diseño en ca
Al analizar un amplificador de ca se especifican los componentes del circuito. Se comienza la solución determinando la polarización en cd. En primer lugar, se deriva el equivalente de Thévenin para el lazo base-emisor. Esto proporciona los valores necesarios para encontrar la ecuación de polarización para ICQ. En seguida, se construyen las líneas de carga de cd y ca. Si ICq se halla en la región de operación del transistor (es decir, ni en la región de corten mí en la de saturación), se puede determinar la máxima excursión sin distorsión de tensión de ca en la salida, examinando la línea de carga de ca.
Al diseñar un amplificador la situación se invierte, ya que del diseñador debe seleccionar los componentes y tiene la opción de elegir ICQ. Si se desea una máxima excursión en la tensión de salida, se coloca ICQ en el centro de la línea de carga de ca. Por otra parte, si la señal de entrada es pequeña, ICQ se puede hacer lo suficientemente grande de manera que la señal de ca en la salida no se recorte durante el máximo de la señal de entrada.

Procedimiento de análisis
En problemas de análisis, están dados los valores de R1, R2, VCC, VBE, RE, RC, RL y . Se presenta un procedimiento organizado de análisis. Las ecuaciones utilizadas se han derivado antes en este capítulo, y se citan las referencias para que puedan consultarse estas derivaciones.

Paso 1 Utilice R1 y R2 para determinar VBB y RB de las siguientes ecuaciones:

Paso 2 Utilice las ecuaciones de polarización para calcular ICQ.

Paso 3 Se utiliza la ecuación de la línea de carga para determinar VCEQ.

Paso 4 Se construye la línea de carga de cd en las curvas características. Como se sabe que la línea de carga de ca interseca la línea de carga de cd en el punto Q, la línea de carga de ca se construye de la ecuación

Donde Rca es la resistencia equivalente de ca en el lazo colector-emisor.

Paso 5 Determinar la máxima excursión simétrica posible enla tensión de salida requiere el uso de la línea de carga construida en las curvas características. Si el punto Q se encuentra en la mitad superior de la línea de carga de ca, se resta ICQ del máximo valor de iC. Si el punto Q se halla en la mitad inferior de la línea de carga de ca, ICQ es la máxima amplitud para la corriente de salida de ca del transistor. Entonces, la máxima excursión simétrica pico a pico en la tensión de salida está dada por

Procedimiento de diseño
En problemas de diseño, se trabaja primero con el lado colector-emisor del transistor más que en el lado base-emisor. Existen dos condiciones por satisfacer. La primera coloca el punto Q en el centro de la línea de carga de ca para máxima excursión en la tensión de salida. La segunda limita ICQ al valor requerido para proporcionar salida salida simétrica para una entrada dada.
Paso 1 Para colocar el punto Q en el centro de la línea de carga, utilícese la siguiente ecuación.

Paso 2 Utilícese la línea de carga de ca para determinar VCEQ.

donde

Paso 3 Si no existen otras restricciones, selecciónese RB para estabilidad en la polarización.

Paso 4 Utilícese la ecuación de polarización para determinar VBB.

Paso 5 Encuéntrese R1 y R2 a partir de RB y VBB.

Paso 6 Determínese v0(p-p) (máxima salida simétrica pico a pico) como en el paso 5 del procedimiento de análisis.

Diseño por debajo de máxima excursión
Como se comentó antes, no siempre es deseable diseñar un amplificador para máxima excursión de salida posible. Si la señal de entrada es pequeña, el punto de operación se mueve solo una distancia pequeña en ambos lados del punto Q y nunca llega cera del corte o la saturación. En ese caso, diseñar un amplificador con el punto Q en la mitad de la línea de carga desperdicia potencia. La potencia disipada en condición estacionaria es más de la necesaria para operar sin distorsión. En esta sección, se modifica el criterio anterior de diseño para permitir la localización del punto Q por debajo de la línea de carga.

6. Amplificador emisor seguidor (colector común)

El amplificador emisor seguidor (ES), o colector común (CC), se ilustra en la figura 2.24. Su salida se toma de emisor a tierra en vez de tomarla de colector a tierra, como en el caso del EC. Este tipo de configuración para el amplificador se utiliza para obtener una ganancia de corriente y ganancia de potencia.
El EC tiene un desfasamiento de 180° entre las tensiones de base y colector. Esto es, conforme la señal de entrada aumenta de valor, la señal de salida disminuye. Por otra parte, para un Es, la señal de salida esta en fase con la señal de entrada. El amplificador tiene una ganancia de tensión ligeramente menor que uno. Por otro lado, la ganancia de corriente es significativamente mayor que uno.

Análisis en ca y diseño de amplificadores ES
Los procedimientos para diseño y análisis de amplificadores ES son los mismos que para amplificadores EC. Los únicos cambios se dan en las ecuaciones para Rca, Rcd y la excursión en la tensión de salida. La excursión de salida para el ES está dada por

 

 

Autor:


Alberto Guillermo Lozano Romero


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