Amplificadores de varias etapas y amplificador diferencial2.1.- Amplificadores multietapa. Muchas veces la amplificacin que queremos realizar sobre una seal, nos obliga a utilizar ms de una etapa de amplificacin. La estructura propuesta es la mostrada es la figura n 1.1

figura n 1.1 Un amplificador ideal es aquel que guarda sus parmetros caractersticos constantes independientemente de los sistemas que le precedan o los sistemas que le sigan (carguen). En el esquema de la figura n 1.2 se muestran los distintos tipos de amplificadores ideales que podemos tener.

figura n 1.2 Por ejemplo, un generador ideal de tensin/tnsin ha de tener: 1. Impedancia de entrada infinita 2. Impedancia de salida nula 3. Ganancia de tensin AV Un amplificador real, tiene una impedancia de entrada finita y una impedancia de salida no nula. Su esquema viene representado en la figura 1.3

figura n 1.3 Ganancia de la asociacin en cascada de dos amplificadores ideales. Tengamos la asociacin en cascada de amplificadores ideales de la figura.n 1.4

figura n 1.4 El conjunto es un amplificador de transconductancia (Tensin/Corriente)de ganancia GT=AVAY Cuando los amplificadores son reales la asociacin en cascada queda como se indica en la figura. n 1.5

figura n 1.5 La ganancia pasa a ser ro2ri2 GT=AVAY --------------------(RL + ro2)(ro1 + ri2)) Bastar con que RL RC por lo que se puede decir que la resistencia de salida es Rout = 2 RC

Ganancia en modo diferencial Si analizamos la figura n 2.9

figura n 2.9 Segn las ecuaciones anteriores Vo / V = (RC // ro)gmid

si ro >> RC tendremos ADM = Vo / V = -RC gm id Para obtener una alta ganancia se requiere valores de RC muy grandes. Normalmente se utilizan como resistencias de colector cargas activas. Modo comn. Las tensiones en uniones base emisor son las mismas como se indica en la figura n 2.10

figura n 2.10 Por simetra el circuito equivalente para el modo comn es el mostrado en la figura n 2.11

figura n 2.11 Resistencia de entrada en modo comn La resistencia de entrada ser la mitad de la calculada en el circuito de la figura n 12

figura n 2.12 Las ecuaciones de Kirchoff obtenemos Vi1= (r+2RE)ib + 2REiC gmrov=2REib + (ro+2RE+RC)iC v=rib gmror- 2RE iC = ib -------------ro+2RE+RC Normalmente 2RE >(2RE+RC) Por lo que la resistencia de entrada queda rin= r + 2RE(1+gmr) Resistencia de salida La resistencia de salida ser prcticamente Rsal = 2RC

Ganancia en modo comn La tensin diferencial de salida es cero. La tensin en una resistencia de colector ser Vo1= - RC iC1= - RC gm r ib1 Vo1 - RC gm r RC

ACM = ------ = ------------------- = - ----Vi1 r + 2RE(1+gmr) 2RE Rechazo en modo comn Se define como la relacin entre la ganancia en modo diferencial y la ganancia en modo comn. ADM CMRR = ------ =2gmRE ACM Salida para seales de entrada arbitrarias Dadas dos seales de entrada cualesquiera, Vi1 y Vi2, podemos expresarlos como Vi1= VC + VD/2 Vi2= VC - VD/2 Por lo tanto la tensin de salida Vo1 ser Vo1 = ADMVD/2 + ACMVC o bien VC

Vo1 = ADM(VD/2 + ------ ) CMRR Cuanto mayor sea el rechazo en modo comn (CMRR) ms se comportar como un amplificador diferencial. Realizar : probemas propuestos problemas (1-Noviembre-2001

Solucin problema n 1: Amplificadores de varias etapas.

Solucin problema n 1 Problemas de amplificadores de varias etapas1.- Etapa amplificadora con un transistor bipolar en emisor comn Se tiene el circuito de la figura n 1 donde se quiere que VCQ=7'5 V. y que ICQ=1mA.Se quiere que la relacin RC / RE sea de 10.

figura n 1 El transistor tiene las siguientes caractersticas: VBE=0'6 ; VCEsat=0'2 ; =300 VA= 100 V. Se quiere saber 1. La resistencia de entrada, la resistencia de salida y la ganancia de transconductancia que tiene el amplificador. 2. El nmero de etapas necesarfias para conseguir una ganancia superior a 1000.

Solucin: Clculo de los componentes para el punto de trabajo requerido. Como la corriente de colector ha de ser IC= 1 mA y la tensin de salida ha de ser Vo = 7'5 V., el valor de la resistencia de colector es VCC - VoQ RC = ---------- = 7'5 K. ICQ

file:///C|/Documents%20and%20Settings/Raul%20Saez/...n%201%20Amplificadores%20de%20varias%20etapas.htm (1 de 5)04/10/2004 22:32:44

Solucin problema n 1: Amplificadores de varias etapas.

Como la relacin entre la resistencia de colector y la de emisor ha de ser 10, tendremos que RC RE = ---- = 0'75 K. 10 Para que la corriente de base sea despreciable frente a la corriente que baja por las resistencias de base, se ha de cumplir que (1 + )RE >>(RB1//RB2). Es decir, que (RB1//RB2)