unidad seis 6.2. modelos y análisis de amplificadores de baja

UNIDAD SEIS
6.2.
MODELOS Y ANÁLISIS DE AMPLIFICADORES DE BAJA FRECUENCIA
PARA SEÑAL DÉBIL, CON PARÁMETROS HÍBRIDOS.
622.01.- En el siguiente amplificador determinar:
a) ∆e.
b) Calcular máxima tensión a la salida (sin recorte).
c) Dibujar modelo para ca.
Datos:
T (Ge)
α = 0,98
hib = r'e = 25 mV/IE
VEE = VCC = 20 V
RE = 2K
RC = 810 Ω
622.02
En el siguiente circuito determinar:
a) Punto Q (ICQ, VCBQ).
b) ∆e.
c) Dibujar modelo para ca.
Datos:
T (Si)
α = 0,98
hib = r'e = 25 mV/IE
VEE = VCC = 20 V
Ri = 20 Ω
RE = 40 K
RC = 20 K
RL = 20 K
622.03.- Utilizando el mismo transistor y amplificador del problema 622.02, determinar:
a) Punto Q de trabajo.
b) MES de la Vsal.
Datos:
Vi = 10 sen ωt (mV)
VEE = 4 V
VCC = 4 V
Ri = 30 K
RE = 50 K
RC = 20 K
0,1 K ≤ RL ≤ 1 K
Electrónica I - UNSJ -2010
Página 1
623.01.- En un amplificador EC sin RE y con R B conectada a VCC; la señal de entrada Vi se
conecta a través de un capacitor, calcular:
a) ∆e, ∆v.
b) Dibujar el circuito para ca.
c) Zi que ve la fuente de tensión de entrada Vi.
Datos:
T: NPN (Si)
β = 100
r'e = 20 Ω Ri = 3,6 K
RC = 3 K
RB = 80 K
623.02.- En un amplificador EC sin RE y con R B conectada a VCC; la señal de entrada Vi se
conecta a través de un capacitor y la carga RL = ∞ , esta conectada capacitivamente, calcular:
a) Ganancia de tensión total del circuito.
b) Dibujar el circuito para ca.
Datos:
T: NPN (Si)
β = 20hib = r'e = 25 mV/IEQ
Ri = 0,6 K
RB = 75 K
RC = 2 K
VCC = 7,5 V
623.03.- En un amplificador EC con RE sin desacoplar, con R B conectada a VCC; la señal de
entrada Vi conectada a través de un capacitor y la carga RL conectada capacitivamente,
calcular:
a) Valor de RB a fin de fijar ICQ = 1 mA.
b). Calcular la ganancia total de tensión y de corriente del circuito
c). Determinar la Zi que ve la fuente
d) Determinar la Zo a la salida del circuito.
Datos:
T: NPN
β = 150
hib = r'e = 25 mV/IEQ
VBE = 0,7
Ri = 10 K
RE = 75 Ω
RL = 2 K
VCC = 4 V
RC = 2 K
623.04.- En un amplificador EC con RE desacoplada capacitivamente, con R B conectada a VCC;
la señal de entrada Vi conectada a través de un capacitor y la carga RL = ∞ conectada
capacitivamente, calcular:
a) RB para MES.
b) Encontrar la MES de la tensión a la salida del amplificador.
c) Qué valor de Vi es necesario para obtener esa oscilación?
Datos:
T: NPN
β = 100
hib = r'e = 25 mV/IEQ
Ri = 10 K
RE = 3 K
VBE = 0,7
VCC = 8 V
RC = 12 K
623.05.- Calcular la impedancia de salida de los problemas 623.01 al 623.04.
624.03.- En un amplificador CC con RC sin desacoplar capacitivamente, con R B conectada a
masa; la señal de entrada Vi conectada a través de un capacitor y la carga RL conectada
capacitivamente, calcular para: i) RL = ∞ ; ii) RL = 10 K.
a) El valor de RB para obtener una VCEQ = 6 V.
b) Dibujar el circuito de ca.
c) Encontrar los valores máximos de la corriente que circula por la carga y la
tensión de salida.
d) ¿Qué valor de tensión se obtiene sobre la carga si la Vi(t) = 2 sen ω t (V)?
e) ¿Qué valor de corriente se obtiene sobre la carga si la Vi(t) =1+ 3sen ω t (V)?
f) Si el valor de VEE proviene de una batería y disminuye un 30 %, ¿cuánto varía
Electrónica I - UNSJ -2010
Página 2
la ganancia total de tensión del circuito?
g) Repetir todo el problema considerando la RC desacoplada capacitivamente
Datos:
T: NPN
β = 100
hie = 50 mV/IBQ
RE = 2 K
VEE = -10 V RC = 2K
VBE = 0,7
624.04.- En un amplificador CC sin RC, con R B conectada a VCC ; la señal de entrada Vi
conectada a través de un capacitor y la carga RL conectada capacitivamente, calcular:
a) Máxima excursión simétrica de la IL y de la VL.
b) Dibujar el circuito de ca.
d) ¿Qué valor de tensión se obtiene en la carga si la Vi(t) =2+ 3 sen ω t (mV); se
produce distorsión de la misma ?
Datos:
T:PNP
β = 250
r'e = 10 Ω RE = 0,1 K
RL = 10 K
VCC = 20 V.
RB = 100 K Ri = 10 K
625.01.- Calcular la impedancia de salida de los problemas 624.03 y 624.04.
625.02.
Un circuito amplificador consta de dos etapas: la primera etapa es EC y tiene
conectada capacitivamente una 2da. etapa CC.
La polarización de ambas etapas se realiza a través de RB1 y RB2 conectadas desde las
bases respectivas a la tensión de alimentación común VCC.
La carga de la segunda etapa está conectada capacitivamente, y la resistencia de emisor
de la primera no tiene capacitor de desacople.
La señal de entrada está acoplada capacitivamente.
Calcular, para: i) RE1 = 0 Ω ; ii) RE1 = 1 K.
a) La máxima excursión de la tensión a la salida VL .
b) ¿Cuánto deberá valer la tensión de entrada Vi(t), para obtener el valor obtenido
en el punto a)?
c) Dibujar el circuito para ca.
d) Calcular ∆i
e) Calcular iL/Vi
f) Calcular Zi y Z0.
Datos:
r'e1 = r'e2 = 30 Ω
Ri = 1 K
RB1 =1 M
RB2 = 50 K
RC1 = 10K
RE2 = 1 K;
RL = 1 K
β1 = β2 = 150
VCC = 12 V
Electrónica I - UNSJ -2010
Página 3
EJERCICIOS ADICIONALES
1- En el circuito de la figura el transistor posee hFE = 100.
a.-Diseñar el circuito para una ICQ= 0,25 mA, VCEQ= 3V.
b.-Justificando aproximaciones calcular la ganancia Av= vo/vs. (C1 = C2 = CE → ∞)
2- En el circuito del ejercicio anterior se saca el capacitor CE. Utilizando el modelo de
parámetros híbridos, calcular Av = vo/vi y Zi, si el transistor utilizado posee un hfemín =
80 y hfemáx = 250. Comparar resultados y extraer conclusiones.
3- Para el siguiente circuito:
a) Indicar el tipo de configuración.
b) Suponiendo hfe= 220, hie= 1.5 KΩ, hre ≅ 0, hoe ≅ 0, dibujar el circuito equivalente y
calcular Av = vo/vs, Zi, Ai y Zo.
Zo
4- Realizar una tabla comparativa entre las distintas configuraciones analizando ganancia de
tensión y de corriente, impedancia de entrada y de salida.
Electrónica I - UNSJ -2010
Página 4