respuesta en frecuencia

21/11/2012
RESPUESTA EN FRECUENCIA DE
BJT Y FET
Ing. Julián Ferreira Jaimes
INTRODUCION
• Hasta el momento no se han considerado los
efectos de las capacitancías e inductancias en
el análisis de los circuitos con transistores es
decir se han analizado en banda media.
• Debido a que estos son dispositivos de
almacenamiento de energía, afectan la
respuesta en frecuencia del amplificador.
ZL=JWL
ZC=
1
JWC
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FUENTES DE CAPACITANCIAS E
INDUCTANCIAS
Capacitancias:
o Parásitas
o Discretas
o Internas
Inductancias:
o Parásitas
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FUENTES DE CAPACITANCIAS E
INDUCTANCIAS
• Capacitancias parasitas:
Cbe, Cbc, Cce
Cwi, Cwo,
• Capacitancias discretas: CS, CC, CE.
•
Inductancias parasitas: Ocurre
debido a que una trayectoria
cerrada se comporta como una
bobina de una sola espira.
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CAPACITANCIAS INTERNAS BJT
Modelo en altas frecuencias
Modelo en bajas frecuencias
Unión PN: Polarizada inversamente > Capacitancia de agotamiento = C j= decenas de pF
Polarizada directamente > CJ + Cd (Capacitancia de difusión, Cd>>Cj) = Cientos de pF
Unión Base-emisor= Cj+Cd= CΠ= Cbe = Ce
cib=capacitancia de entrada en base común
Unión Base colector= Cj = Cμ = Cbc = Cob
cob=capacitancia de salida en base común
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CAPACITANCIAS INTERNAS FET
Modelo en bajas frecuencias
Modelo en altas frecuencias
Tanto para el MOSFET como el JFET, la capacitancia compuerta fuente es
despreciable siendo de importancia las capacitancias parásitas entre las
terminales.
Cgs esta en el orden de las unidades de picofaradios
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Respuesta en frecuencia y modelos
La respuesta en frecuencia de un amplificador tiene tres áreas:
• La región de baja frecuencia, descrita por la respuesta de un filtro pasaalto
• Una región independiente de la frecuencia (área central de la curva)
• La región de alta frecuencia, descrita por la respuesta de un filtro pasabajos
BW = fH − fL
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FRECUENCIAS DE CORTE
La banda media de frecuencias de un
amplificador es llamado ancho de banda del
amplificador.
El ancho de banda esta definido por las
frecuencias de corte superior e inferior
Frecuencia de corte: Es la frecuencia a la
cual la ganancia cae o disminuye a:
0.5 Potencia
0.707 voltage
-3dB
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DIAGRAMAS DE BODE
Es una grafica que indica la
respuesta en frecuencia de un
amplificador.
La escala horizontal indica la
frecuencia en Hz y la escala
vertical indica la ganancia en
dB.
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FILTRO RC PASA BAJO
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FILTRO RC PASA BAJO
Diagrama de Bode
para la amplitud
Diagrama de Bode
para la fase
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FILTRO RC PASA ALTO
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FILTRO RC PASA ALTO
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GRAFICA DE BODE DE COMPLEJIDAD
ARBITRARIA
Forma general.
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GRAFICA DE BODE DE COMPLEJIDAD
ARBITRARIA
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GRAFICA DE BODE DE COMPLEJIDAD
ARBITRARIA
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LIMITES DE FRECUENCIA
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SUPERPOSICIÓN DE POLOS
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LIMITE ALTA FRECUENCIA
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LIMITE BAJA FRECUENCIA
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EJEMPLO SUPERPOSICIÓN
El limite de alta frecuencia utilizando superposición es ligeramente menor
que el calculado a través del método exacto
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Análisis en alta frecuencia de circuitos
amplificadores.
• La Respuesta en alta frecuencia de circuitos con transistores
está fijada por los condensadores internos y las constantes de
tiempo asociadas.
• En general, se hará la suposición de que la respuesta en
frecuencia viene fijada por un Polo Dominante. De esta
manera, el análisis en alta frecuencia se reduce al cálculo de
la frecuencia de corte superior asociada a este polo
dominante.
• El cálculo del polo dominante se realizará aplicando el
Método de las constantes de tiempo en Circuito abierto.
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Método de las Constantes de Tiempo
en Circuito Abierto
Donde:
Ci son cada uno de los condensadores que actúan en alta
frecuencia: Capacitancias internas a los dispositivos (circuito
equivalente), o condensadores pequeños de característica
paso-bajo introducidos para controlar la respuesta en
frecuencia del circuito.
Ri∞ es la impedancia que ve cada uno de los condensadores
con el resto EN CIRCUITO ABIERTO
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Análisis en baja frecuencia de circuitos
amplificadores.
•La Respuesta en baja frecuencia de circuitos con transistores está fijada
por los condensadores de acoplo, capacitores de desvió y las constantes
de tiempo asociadas.
•En general, se hará la suposición de que la respuesta en frecuencia viene
fijada por un POLO DOMINANTE. De esta manera, el análisis en baja
frecuencia se reduce al cálculo de la frecuencia de corte inferior asociada
a este polo dominante.
•El cálculo del polo dominante se realizará aplicando el MÉTODO DE LAS
CONSTANTES DE TIEMPO EN CORTOCIRCUITO.
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Método de las Constantes de Tiempo
en Cortocircuito.
Donde:
Ci son cada uno de los condensadores de acoplo o desvió presentes en el
circuito.
Roi es la impedancia que ve cada uno de los condensadores con el resto
EN CORTOCIRCUITO.
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EJEMPLO 1
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EJEMPLO 1
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EJEMPLO 2
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EJEMPLO 2
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