Configuración de Colector Común El BJT

Configuración de colector común el BJT Este arreglo para el BJT, la entrada está localizada entre la base y el colector mientras que la salida es obtenida entre el colector y el emisor. Aquí el colector del transistor es común tanto al circuito de entrada como al circuito de salida es de ahí de donde viene el nombre de conexión con emisor común. En la figura 1 se muestra el circuito de la conexión en colector común en un transistor NPN y en uno PNP.

Figura 1 Conexión de colector común. El factor de amplificación de corriente representado con 𝛾 en un circuito con colector común, la corriente de entrada está en la base 𝐼𝐵 y la corriente de salida está en el emisor 𝐼𝐸 . La amplificación de corriente en un circuito con colector común se define como: La relación de cambio en la corriente de emisor (∆𝐼𝐸 ) respecto a la variación en la corriente base (∆𝐼𝐵 ) es conocida como el factor de amplificación de corriente en arreglo de colector común. 𝛾=

∆𝐼𝐸 ∆𝐼𝐵

Este circuito provee aproximadamente la misma ganancia de corriente que en el circuito de emisor común ∆𝐼𝐸 ≃ ∆𝐼𝐶 . Sin embargo, la ganancia de voltaje siempre es menor a 1. Mediante las expresiones de 𝛾 y de 𝛼 se puede hacer una relación de ambos factores de amplificación. Mediante sustituciones y reducción algebraica se puede obtener el factor 𝛾 en función de 𝛼. 𝛾=

1 1−𝛼

El arreglo con colector común tiene muy alta resistencia de entrada (alrededor de 750KΩ) y una muy baja resistencia de salida (alrededor de 25Ω). Debido a esta razón, la ganancia de voltaje proporcionada por este circuito es menor a 1. Por lo tanto, este arreglo se utilizará raramente para amplificación. Sin embargo, debido a su relativamente alta resistencia de entrada y su baja resistencia

de salida, este circuito es principalmente utilizado para la adaptación de impedancia, es decir, para impulsar una carga de baja impedancia desde una fuente de alta impedancia. La comparación de algunas características de los tres tipos de conexión se enlista en la siguiente tabla. Característica

Base común

Emisor común

Colector común

Baja (alrededor de 100Ω)

Baja (alrededor 750Ω)

Ganancia de voltaje

Alrededor de 150

Alrededor de 500

Menor que 1

Aplicaciones

Aplicaciones frecuencia

Aplicaciones de audio

Adaptación impedancia

Ganancia

No hay ganancia (1<)

Alta ganancia (𝛽)

Apreciable

Resistencia de entrada Resistencia de salida

de Muy alta (alrededor de 750K Ω) Muy alta (alrededor de Baja (alrededor de 50 Alta (alrededor de 45kΩ) 450kΩ) Ω)

de

alta

La resistencia de entrada de un circuito en base común es baja ya que la corriente del emisor es alta. La resistencia de salida es alta por el voltaje de polarización inversa en el colector. En esta configuración no hay ganancia de corriente, pero la ganancia de voltaje puede ser alto. La única ventaja del circuito con base común es que proporciona buena estabilidad contra el aumento de la temperatura. En un circuito con emisor común la resistencia de entrada es alta debido a la pequeña corriente de base que circula en este. La resistencia de salida en emisor común es más pequeña que en circuito en base común. La ganancia de corriente es grande ya que la corriente del colector es mucho más grande que la corriente de base. Esta configuración es la más usada porque tiene una buena combinación entre ganancia de voltaje y corriente. La desventaja de esta configuración es que la corriente de fuga también es amplificada, pero se pueden emplear métodos de estabilización. En la configuración con colector común la resistencia de entrada y salida son altas, además no hay ganancia de voltaje. La conexión con emisor común es la más eficiente, es usada en aproximadamente 90 a 95% de las aplicaciones con transistor. Las principales razones para el uso generalizado de este circuito son: Alta ganancia de corriente, en este tipo de conexión la corriente del colector es la corriente de salida y la corriente de base es la corriente de entrada, la corriente de colector está dada por la expresión 𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵 + 𝐼𝐶𝐸𝑂 , en donde con un gran valor de 𝛽 la corriente de colector es más grande que la corriente de entrada. El rango de valores que puede tomas esta entre 20 y 500.

de

Alta ganancia de voltaje y potencia, debido a la alta ganancia de corriente la conexión en emisor común tiene la más alta ganancia de voltaje y potencia de los tres tipos de conexiones mencionadas anteriormente. Está en la principal razón para emplear un transistor en este tipo de conexión.