Fórmulas para los amplificadores BJT

P age |1
Amplificador de emisor común
→ Entrada: Base
→ Salida: Colector
→ Amplifica: voltaje y corriente
→Es el más usado
→Invertidor (180°)
C1 & C2: Coupling or bloquing capacitor
CE: bypass capacitor
RE: estabiliza la ganancia en DC
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P age |2
Circuito equivalente AC
R L ′β
V
1) AVin = V 0 = r
in
2) Rit =
3) Rin =
V bt
I in
+ β+1 R E 1
=
ib
V in
π
V in
ib
= rπ + (β+1) RE1
= RB || Rit = R1 || R2 || [rπ + (β+1) RE1]
V
4) AVs = V 0 = AVin R
S
5) Ai = AVin
R in
S
+ R in
R in
RL
6) R0 = RC
7) AP = AVin AL
8) AVin (dB) = 20 log AVin
9) Ai (dB) = 20 log Ai
10) AP (dB) = 10 log AP
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P age |3
V
1) AVin = V 0 : Ganancia de voltaje (salida con respecto a la entrada del amplificador)
in
V
2) AVs = V 0 : Ganancia de voltaje (salida con respect a la fuente, V S)
S
3) Rit =
voltaje de entrada del transistor
corriente de entrada del transistor
= Resistencia de entrada del transistor
4) Rin = resistencia de entrada vista por el amplificador
5) R0 = Resistencia de salida (Thevenin) vista desde la carga (Remover la carga
y
apagar las Fuentes independientes).
i
6) Ai = ganancia de corriente (Ai = i 0 )
in
7) AP = ganancia de potencia
8) AVin (dB) = Ganancia de voltaje en decibeles
9) Ai (dB) = Ganancia de corriente en decibeles
10) AP (dB) = Ganancia de potencia en decibeles
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P age |4
Amplificador de colector común (Emitter Follower)
→ Entrada: Base
→ Salida: Emisor
→ Amplifica: corriente (atenúa voltaje)
C1 & C2: coupling capacitor
VS: voltaje a procesar (fuente)
Vin: voltaje de entrada al amplificador
V0: voltaje de salida (carga)
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P age |5
Circuito equivalente AC
RB = R1 || R2
RL = r0 || RE || RL
Determinar:
V
1) AVin = V 0 : ganancia de voltaje (salida con respect a la entrada del amplificador)
in
V
2) AVs = V 0 : ganancia de voltaje (salida con respect a la fuente, VS)
S
voltaje de entrada del transistor
3) Rit = corriente
de entrada del transistor
= Resistencia de entrada del transistor
4) Rin = resistencia de entrada vista por el amplificador
5) R0 = Resistencia de salida (Thevenin) vista desde la carga (Remover la carga y apagar
las Fuentes independientes).
i
6) Ai = ganancia de corriente (Ai = i 0 )
in
7) AVin (dB) = Ganancia de voltaje en decibeles
8) Ai (dB) = Ganancia de corriente en decibeles
9) AP (dB) = Ganancia de potencia en decibeles
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P age |6
V
1) Ganancia de voltaje: AVin = V 0
in
V0 = iE RL’ = (β+1) iE RL’
KVL:
-Vin + rπ ib + ie RL’ = 0
Vin = rπ ib + ie RL’
Vin = rπ ib + (β+1) ib RL’
V
AVin = V 0 =
in
AVin =
β+1 i b R L ′
r π i b + β+1 i b R L ′
β+1 R L ′
; AVin < 1
r π + β+1 R L ′
2) Impedancia de entrada del transistor: Rit
voltaje de entrada del transistor
Rit = corriente
de entrada del transistor
=
V bc
ib
Vbc = Vin = rπ ib + (β+1) ib RL’
Rit =
r π i b + (β+1) i b R L ′
ib
= rπ + (β+1) RL’
Rit = rπ + β + 1 RL’
3) Impedancia de entrada del amplificador: Rin
Rin = RB || Rit
Rin = R1 || R2 || [rπ + (β+1) RL’]
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P age |7
4) Ganancia de voltaje:
V
AVs = V 0
S
V
AVin = V 0
;=
in
AVin R
R in
S +R in
V0
R in
V
R S +R in S
VS
V
AVs = V 0 = AVin R
S
R in
S +R in
i
5) Ganancia de corriente: Ai = i 0
in
v0
i0 = R
V in
Iin = R
L
Ai = AVin
in
i0
Ai = i =
in
v0
RL
V in
R in
R in
RL
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P age |8
6) Resistencia de Salida: R0: impedancia de thevenin vista desde los terminales de salida
(remover RL y apagar Fuentes independientes (VS)).
RS’ = RS || R1 || R2
* R0 =
V test
I test
KCL nodo del emisor: ie + Itest = r
(β+1) ib + Itest =
V test
0
|| R E
V test
r 0 || R E
RS’ = RS || R1 || R2
−V test
Rs’ ib + rπ ib + Vtest = 0 → ib = R
−V test
(β+1) ( R
S + rπ
Itest = Vtest
∴ R0 =
V test
I test
R0 =
) + Itest = r
′
1
r 0 || R E
+
test
′
+ rπ
V test
0
|| R E
(β+1)
RS ′ + rπ
V
= V test
S
1
r 0 || R E
1
1
(β +1)
+
r 0 || R E R ′ + r π
S
→
Caroline González Rivera
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+
(β+1)
RS ′ + rπ
R0 = [r0 || RE] ||
RS ′ + rπ
β+1
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P age |9
7) Ganancia de voltaje en decibeles (dB):
AVin (dB) =
V02
R
V in 2
R
V0 2
= 10 log
V in
AVin (dB) = 20 log AVin
8) Ganancia de corriente en decibeles (dB):
Ai (dB) =
iL 2 R
i in R
= 10 log
iL
2
i in
Ai (dB) =20 log Ai
9) Ganancia de potencia en decibeles (dB):
AP (dB) = 10 log AP
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P a g e | 10
Amplificador de base común
→ Entrada: Emisor
→ Salida: Colector
→ Amplifica: voltaje (no-invertidor)
→ Atenúa: corriente
C1 & C2: coupling capacitor
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics
P a g e | 11
Circuito equivalente en AC
RL = RC || RL
V
1) AVin = V 0 =
RL ′ β
in
2) Rit =
V be
ie
rπ
R
π
= β+1
3) Rin = RE || Rit
V
4) AVs = V 0 = AVin R
S
i
R in
in
RL
5) Ai = i 0 = AVin
R in
S
+ R in
6) R0 = RC
Caroline González Rivera
Marcus Ramos O’Reilly
Microelectronics