Unidad 2.2

Ejemplo:
Determine la frecuencia inferior de corte para la siguiente
red con los siguientes parámetros:
CS = 10µF, CE = 10µF, Cc = 1µF
Rs = 1 kΩ, R1 = 4 kΩ, R2 = 10 kΩ
RE = 2 kΩ, RC = 4 kΩ, RL = 2.2 kΩ
β = 100, ro = ∞ Ω, Vcc = 20 Volts
Respuesta a Baja Frecuencia: Amplificador FET
El análisis del amplificador FET es similar al anterior
análisis.
Nuevamente existen tres capacitores que afectan el
comportamiento del circuito.
CG, CC y CS
1
El capacitor CG de acoplamiento entre la fuente y el
transistor puede ser modelado como se indica en la
siguiente red:
f LG =
1
2π (Rsig + Ri )CG
Se observa que Ri = RG . Es común tener una impedancia de
entrada grande comparada con la resistencia de la fuente, lo
cual RG y CG determinarían la frecuencia de corte.
El capacitor CC de acoplamiento entre la carga y el transistor
puede ser modelado como se indica en la siguiente red:
1
f LC =
2π (Ro + RL )CC
Ro = RD || rd
Para capacitor CS de la fuente la resistencia equivalente se
1
muestra como: f =
LS
2πRecCS
RS
Rec =
1 + RS (1 + g m rd ) (rd + RD || RL )
Rec = RS ||
1
gm
rd ≅ ∞Ω
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Ejemplo
Determine la frecuencia inferior de corte para la red del
siguiente circuito:
CG = 0.01 µF, CC = 0.5 µF,
Cs = 2µF
Rseñal = 10 kΩ, RG = 1 MΩ,
RD = 4.7 kΩ, RS = 1 kΩ,
RL = 2.2 kΩ
IDSS = 8 mA , Vp = -4 Volts,
rd = ∞ Ω, VDD = 20 Volts
Capacitancia de Efecto Miller
Como veremos en la próxima sección, las capacitancias
internas debido al dispositivo son las que resultan de suma
importancia.
Sin embargo para amplificadores inversores, la
capacitancia de entrada y salida se ve afectada al nivel de
la capacitancia internas del dispositivo, así como la
ganancia del amplificador.
Esta capacitancia esta
definida como Cf
3
De la anterior figura se realiza el siguiente análisis:
I i = I1 + I 2
Ii =
Vi
,
Zi
Vi Vi Vi (1 − Av )
= +
Z i Ri
XCf
⇒
I1 =
Vi
Ri
I2 =
Vi − V0 Vi − AvVi Vi (1 − Av )
=
=
XCf
XCf
XCf
XCf
1
1
1
1
= +
⇒
=
Z i Ri X C f (1 − Av ) 1 − Av ω (1 − Av )C f
Donde el termino (1-Av)Cf resulta la capacitancia CM
XCf
1 − Av
=
1
= X CM
ωCM
⇒
1
1
1
= +
Z i Ri X CM
La impedancia de entrada esta constituida por una
resistencia Ri y una capacitancia de retroalimentación que es
multiplicada por la ganancia
Cualquier capacitancia interna al dispositivo en la entrada
del amplificador sera considerada en paralelo con Ri.
Quedando definida la capacitancia de efecto Miller como:
CM i = (1 − Av )C f
De la figura de retroalimentacion nos damos cuenta que el
efecto Miller incrementara la capacitancia de salida.
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Un analisis similar se lleva acabo en la salida del
amplificador
I o = I1 + I 2
I1 =
Vo
,
Ro
I2 =
Vo − Vi
XCf
Considerando Ro como una resistencia muy grande
tendriamos Io = I2
Vi = Vo Av
Io =
XCf
Vo − Vo Av
I
1 − 1 Av
Vo
⇒ o =
⇒
=
XCf
Vo
XCf
I o 1 − 1 Av
Vo
1
1
=
=
I o ωC f (1 − 1 Av ) ωCM o
⇒

1 
CM o = 1 − C f ⇒ Av >> 1⇒
 Av 
CM o = C f
Respuesta a Alta Frecuencia: Amplificador BJT
Los efectos de las capacitancias en alta frecuencia seran
analizados.
Los principales factores que afectan al amplificador son
Capacitancias parasitas
Capacitancias introducidas
Además de la dependencia a la frecuencia de hfe(β).
Para el análisis de alta frecuencia, la red RC será
analizada.
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Para frecuencias crecientes la
reactancia Xc disminuye en
magnitud, generando un efecto
de corto circuito y una
disminución en la ganancia.
Av =
1
1 + j( f f2 )
Capacitancias parasitas debido a los materiales
Capacitancias debido a los cables de conexión.
Capacitancia Miller de entrada/salida CMi , CMo
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Para el análisis en alta frecuencia los capacitores de
acoplamiento y de bypassing serán considerados como
corto circuitos, teniendo así el circuito equivalente
siguiente:
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