UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
I.
INTRODUCCIÓN: Un amplificador es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía, magnifica la amplitud de un fenómeno. Aunque el término se aplica principalmente al ámbito de los lo s amplificadores electrónicos, también existen otros tipos de amplificadores, como los mecánicos, neumáticos, e hidráulicos, como los gatos mecánicos y los boo sters usados en los frenos de potencia de los automóviles. Amplificar es agrandar la intensidad de algo, por lo general, sonido. También podría ser luz o magnetismo, etc. En términos particulares, un amplificador es un aparato al que se le conecta un dispositivo de sonido y aumenta la magnitud del volumen. En música, se usan de manera obligada en las guitarras eléctricas y en los bajos, pues esas no tienen caja de resonancia, la señal se obtiene porque las cuerdas, metálicas y ferrosas, vibran sobre una cápsula electromagnética, y esa señal no es audible, pero amplificada por un amplificador (valga la redundancia) suena con su sonido característicos. Mediante su interfaz se le puede agregar distintos efectos, como trémolo, distorsiones o reverb entre otros. Las radios y los televisores tienen un amplificador incorporado, que se maneja con la perilla o telecomando del volumen y permite que varíe la intensidad sonora.
II.
OBJETIVOS:
III.
Se pretende conocer el funcionamiento de un amplificador monoetapa. Resolver analíticamente el funcionamiento de circuitos monoetapa con transistores, incorporando conocimientos acerca de las diversas herramientas de análisis y cálculo. Conocer los distintos tipos de diseños que posee el transistor monoetapa. Saber diseñar un amplificador monoetapa con transistores bipolares y cuando se emplean. Saber diseñar un amplificador monoetapa con transistores de efecto de campo y cuando se emplean.
MARCO TEÓRICO: Ahora pasaremos a hablar de los distintos tipos de diseño que posee un transistor monoetapa.
AMPLIFICADOR MONOETAPA CON TRANSISTORES BIPOLARES El transistor bipolar está compuesto por p or 3 terminales, llamadas base, colector y emisor. Estos dispositivos son controlados por corriente.
1
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
Existen 3 tipos de configuraciones de transistores bipolares con características particulares cada una de estas configuraciones. Mencionaremos las 3 configuraciones de un transistor bipolar: 1. Emisor Común. 2. Base Común. 3. Colector Común. La forma de distinguir las configuraciones es observando que alguna de estos 3 terminales tiene en común la malla de entrada y malla de salida del transistor. Cuando analizamos de cada una de estas configuraciones tenemos en cuenta el análisis estático (corriente Continua) y su análisis dinámico (Corriente Alterna), este análisis se realiza a través del principio de superposición basado en señales débiles. Supongamos que la excursión de señal es muy pequeña, podemos considerar que la misma es de características lineales y por lo tanto podemos reemplazar al transistor por un circuito incremental o equivalente constituido por parámetros lineales
Procedimiento general de análisis Análisis del circuito de polarización 1. Eliminar las fuentes de señal. Mantener las de continua. 2. Sustituir los condensadores de acoplamiento y desacoplo por circuitos abiertos. 3. Sustituir los transistores por su modelo de continua. 4. Hallar el punto de polarización de cada transistor. Parámetros de pequeña señal 5. De los datos de polarización del transistor, obtener los parámetros del modelo de pequeña señal (rp , gm...) Análisis de pequeña señal 6. Eliminar las fuentes de continua, mantener las de señal. 7. Sustituir los condensadores de acoplamiento y desacoplo por cortocircuitos. 8. Sustituir los transistores por su modelo de pequeña señal. 9. Hallar los parámetros que caracterizan el amplificador (Av, Ri...) Ahora veremos cada una de los 3 tipos de configuraciones de transistores bipolares con características particulares cada una de estas configuraciones.
2
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
I.
Emisor Común.
II.
Vi = Ibβre + IeRE Vi = Ibβre + (β + 1)I bRE Zb = βRE Zi = RB // Zb Zo = RC Av = - RC / RE
Base Común.
3
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
III.
Zb = βRE Zi = RB // Zb Zo = RE // re Av = RE / (RE + re)
Colector Común.
Zi = RE // re Zo = RC Av = RC / re Av = -α = -1
4
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
AMPLIFICADOR MONOETAPA CON TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO I.
Fuente común: Amplificador en fuente común con resistencia de fuente parcialmente desacoplada.
Equivalente de pequeña señal
II.
Ri = RG Ro = RD Av = gm (RD// RL) / 1 + g mRS1 Ai = - gm (RDRG / RD + RL) / 1 + g mRS1
Drenador común
5
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
III.
Ri = RG Ro = RS // gm-1 Av ≤ 1 Ai = - gm (RSRG / RS + RL) / 1 + g m(RS//RL)
Puerta común
Ri = RS // gm-1 Ro = RD Av = gm (RD// RL) Ai = - gm (RD / RD + RL) / 1/R s + gm
6
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
IV.
APLICATIVOS: 1. Simular el siguiente circuito:
2. Simular el siguiente circuito:
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE ELECTRÓNICA
3. Simular el siguiente circuito:
4. Simular el siguiente circuito:
V.
CONCLUSIONES:
.
VI.
OBSERVACIONES:
VII.
BIBLIOGRAFÍA Y ENLACES:
https://es.scribd.com/doc/223490580/Amplificadores-MonoetapasCon-Transistores-Bipolares-Tema-4 https://sites.google.com/a/goumh.umh.es/circuitos-electronicosanalogicos/transparencias/tema-4 Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos (10ma edición) https://sites.google.com/a/goumh.umh.es/circuitos-electronicosanalogicos/transparencias/tema-4
8
