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Electrónica I
Trabajo Práctico
2001
Guía de Problemas 6
Análisis de pequeña señal de Amplificadores
Parte 1
1. Para cada una de las configuraciones elementales que se muestran en las fig. 1 y 2 calcule Zin, Zo, Av
y Ai.
Una vez obtenidas las expresiones genéricas en todos los casos, asuma los siguientes parámertros y
calcule numéricamente. Rb=100K, Rc=5K, Re=500Ω, Ra=100K, Rd=10K, β=100, gm=1/1K, hie=3K.
Considere en todos los casos que el generador tiene una resistencia interna Rg=600Ω.
Rb
Rc
Rb
Rc
Rb
Re
Re
Ra
Rc
Rd
Re
Fig. 1
Rc
Rb
Re
Rb
Ra
Rc
Rd
Re
Re
Fig. 2
2. a) Para un transistor bipolar BC548 determine a partir de las curvas provistas por el fabricante,
los parámetros hie, hfe, hoe y hre para una Ic=0.1mA, Ic=1mA y Ic=20mA. b) De la misma manera,
obtenga para un Fet BF256 gm, µ y rd.
3. Calcular la ganancia de tensión y corriente del amplificador de la fig. 3. Primero considere el conjunto
-4
-8
de datos : h ie = 1000Ω , h re = 10 h oe = 10 S y h fe = 50. Luego repita el procedimiento despreciando hre
y hoe. Compare los resultados. Las resistencias son Rg=600Ω, Ra=10K y Re=100Ω.
4. a) Polarice el circuito de la figura 4. Adopte Vcc = 30 volt, Idss = 2 mA.. La impedancia de entrada
debe ser mayor que Rb/2. Luego analice la ganancia de tensión y corriente. b). Explique y fundamente
las ventajas que presenta esta polarización respecto a un circuito convencional con resistencia de
colector.
Considere que el transistor es un BC548, y que el FET es un 2A269. Los datos adicionales que necesite
pueden tomarse de las hojas de datos, o ser supuestos.
5. La etapa darlington de la fig. 5 tiene los siguientes componentes: Ra=160K, Rb=15K, Rc=1K, Re=20Ω
y Rg=50Ω. Determine la ganacia de tensión tomando como salida la resistencia de colector primero y
luego la de emisor. Para ambos casos calcule la impedancia de salida.
1
Rc
Rg
Ra
R1
Ra
Rc
Rg
Vo
Rb
Vo
R2
Re
Re
Re
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
6. En el circuito cascodo de la fig. 6: a) complete el diseño hallando Rc, b) halle el punto de
polarización y c) halle la ganancia de tensión e impledancia de entrada del amplificador. Considere
β=200, hie=1K.
7. En el circuito cascodo de la fig. 7 halle la ganancia de tensión e impedancia de entrada del
amplificador. Considere gm=1/1K, β=100 y hie=100.
+ 12
Rc
22K
3.74K
4.64K
Vo
Vo
Cb
Cb
0.6K
4.22K
22K
Cg
0.6K
Ce
22K
Ce
Cg
10M
3.92K
2.2K
Fig. 6
Fig. 7
8. Calcular A i, A v , A vs, Ri y Ro para las los circuitos de las fig. 8, 9. Solo tenga en cuenta hie=2K y hfe =
100. El generador tiene una resistencia interna de 1K.
200K
15K
36K
4K
4K
91K
150K
Vi
10K
Vo
4K
0.33K
100K
10K 0.1K
20K
Fig. 8
20K
0.1K
Fig. 9
9. Para el circuito de la fig. 10, calcule Zi y Zo y Vo/Vi, si la salida se considera en el emisor.
Considere R1>>Re2.
Rg
Vcc
Rc1
R2
R1
R1
Re1
RL
Re1
Re2
Fig. 10
Fig. 11
2
10. En el circuito de la figura 11, Vcc=10V, RL=1K, Rc1=5K, Re1=2K, R1=800K y R2 debe ser calculada.
Ambos transistores tienen hie=1K y hfe=100. (Desprecie la caída sobre los diodos base-emisor, para
todos los cálculos). El generador de señal tiene impedancia de salida nula, y una tensión de pico de 2V.
Como primer punto, chequee la polarización de las etapas.
Como segundo paso, responda la siguiente pregunta: Si se desea obtener sobre la carga (RL) una
excursión de señal de 5V de pico, es posible hacerlo con esta configuración ?. Si su respuesta es si,
calcule R2. Si su respuesta es no, modifique el circuito para lograr la excursión deseada.
Parte 2
11. Calcule la frecuencia de corte inferior para los circuitos de las fig. 1 y 2, teniendo en cuenta que la
frecuencia de corte asociada al capacitor de emisor debe ser la mas alta. Considere además que la
influencia del capacitor de fuente desaparece 1 decada antes. Luego, dé valores numéricos a los
capacitores para obtener en todos los casos fL =10 Hz.
12. a) Calcule para los circuitos cascodo de la figs. 6 y 7 los capacitores necesarios para obtener fL =100
Hz. Calcule la frecuencia de corte superior. Considere los capacitores parásitos C=1pf. b) Coloque un
capacitor para obtener una frecuencia de corte superior de 100KHz.
13. a) Calcule para los circuitos de las fig. 8 y 9 los capacitores necesarios para obtener fL =100 Hz. Que
consideraciones hace para ubicar las frecuencias de corte de cada uno de los capacitores ?. b) Calcule la
frecuencia de corte superior. Considere los capacitores parásitos C=1pf.
14. Calcule para el circuito de la fig. 12 Av, Ai, Zo y Zin y la frecuencia de corte superior. Los
componentes son: Rg=1M, Rs=100Ω
Ω , Re1=100Ω
Ω , Rc1=1K, Rb2=63K, Rb1=4.7K y los parámetros de
los transistores son (hie=1K, β =100, Idss=10mA, Vp=-2V, Vgsq=-1V). Todos los capacitores parásitos
son de 1pF.
Vcc
C1
R1
Re
Ce
Rd
Rz
Rc1
Vcc1
Vo
R2
Vo
Rb2
C1
Rg
Rs
Re1
Rb1
C2
Vcc2
Rc
Fig. 12
Rs
Cs
Fig. 13
15. Los componentes del circuito de la figura 13, son los siguientes: .Rg=1K, Re=100, Rc=1K, R1=10K,
R2=47K, Rz=10K, Rs=100, Rd=1K. Los parámetros de los transistores son hfe=300, hie=1K,
Idss(Q3)=10mA, Vp(Q3)= - 2V, Vgsq=-1V.
a) Calcule los capacitores para obtener una frecuencia de corte inferior de 100Hz.
b) Obtenga el modelo para frecuencias medias, y calcule Av, Ai, Zin, Zout.
c) Suponiendo que todos los capacitores parásitos son de 1 pf, y utilizando el modelo de frecuencias
medias (despreciar rbb'), calcule la frecuencia de corte superior.
Nota: Asuma que la Rint del zener es nula.
16. Diseñe los capacitores en el circuito de la fig. 14 para obtener una frecuencia de corte inferior de
100Hz. Calcule además Av a frecuencias medias. Los valores de los componentes son los sgtes.:
Rb1=100K, Rb2=10K, Rc1=1K, Re1=1K, R3=15K, Re2=100, Rl=10K.
El hoe de Q3 es de 1/1MΩ
Ω.
3
R3
1K
Rb1
Rc1
C3
1K
510K
RL
Ce
Cs
Vo
C5
510K
C1
Rb2
C4
Re1
Rss
Re2
Css
Rc
Rg2
C2
Fig. 14
Fig. 15
17. En el circuito de la fig. 15 , el JFET tiene los parámetros Idss=8mA, Vpo=-5V y el bipolar β=200. a)
Polarice la etapa para obtener Ie=3mA y Vds=Vec=5V. Halle todos los valores de tensiones y corrientes.
b) Determine los capacitores para obtener una frecuencia de corte inferior de 100Hz, c) Halle la ganancia
de tensión a frecuencias medias y d) confirme los resultados con SPICE.
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