Análisis AC del transistor.

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2.3.2.2 Modelo π

El modelo π híbrido incluye parámetros que no aparecen en los otros dos modelos, ante todo para proporcionar un modelo más preciso de los efectos de alta frecuencia. En la figura se muestra el modelo π híbrido con todos los parámetros necesarios para un análisis completo en frecuencia.

[pic 3][pic 4]

Todos los capacitores que aparecen en la figura lo son de capacitancia parásita entre las varias uniones del dispositivo. Existen todos los efectos capacitivos que realmente sólo entran en juego a frecuencias altas. Para frecuencias bajas a frecuencias medias su reactancia es muy grande, por lo que se pueden considerar como circuitos abiertos. Los resistores rp, ru y ro son las resistencias entre las terminales indicadas del dispositivo cuando el dispositivo está en la región activa.

Como el uso del modelo depende totalmente de la determinación de valores de los parámetros para la red equivalente, es importante conocer las siguientes relaciones para extraer los valores de los parámetros de los datos típicamente provistos:

[pic 5] [pic 6] [pic 7] [pic 8]

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2.3.3 Funcionamiento como amplificador

2.3.3.1 Configuración base común

En la configuración base común la entrada es por el emisor, y la salida por el colector. Presenta las siguientes características:

- Alta ganancia de Voltaje.

- Inversión de Corriente en la salida.

- Ganancia de corriente menor a 1.

- Impedancia de entrada pequeña.

- Impedancia de salida grande.

Las polarizaciones que se usan en configuración base común son la polarización en emisor, polarización por divisor de voltaje, y polarización por realimentacion de colector y de emisor. Polarización fija y polarización por realimentacion de colector no se usan ya que corto circuitan la entrada en el base común.

La siguiente tabla resume los parámetros para el modelo re del transistor para la configuración base común.

[pic 9]

2.3.3.2 Configuración emisor común

En la configuración de emisor común la entrada es por la base, y la salida por el colector. Presenta las siguientes características:

- Ganancias altas de Voltaje y de Corriente.

- Inversión de señal de voltaje.

- Impedancias de entrada y salida grandes.

En un emisor común se pueden usar todas las polarizaciones, ya que en ningún momento se pone en corto circuito la entrada, o la salida, a diferencia de un base común, o colector común, en donde no se pueden usar todas las diferentes topologias de polarización.

La siguiente tabla resume los parámetros para el modelo re del transistor para la configuración emisor común.

[pic 10]

2.3.3.3 Configuración colector común

En la configuración colector común la entrada es por base, y la salida por el emisor. Presenta las siguientes características:

- Alta ganancia de corriente.

- Inversión de corriente de salida.

- Ganancia de voltaje menor a 1.

- Impedancia de entrada grande.

- Impedancia de salida pequeña.

Para la configuración en colector común, normalmente se aplica el modelo definido para la configuración de emisor común de la figura anterior en lugar de definir uno para ella.

2.3.4 Ganancias de voltaje y corriente

Supongamos que, a la entrada del circuito de la siguiente figura, se aplica una señal alterna de pequeña amplitud, y frecuencia lo suficientemente pequeña para que puedan ser despreciados los efectos dinámicos que no han sido tenidos en cuenta en el modelo anterior.

En estas condiciones, por el circuito de entrada circulará una corriente alterna -Ib-AIb. Es decir, sobre la corriente -Ib que existía para un incremento de tensión 0, se superpone una corriente alterna de amplitud incremento de la intensidad de base.

De forma análoga, en el circuito de salida aparecerá una corriente alterna de amplitud igual al incremento de la intensidad de colector, superpuesta a -Ic(corriente de colector para un incremento de tensión 0).

Se define ganancia en intensidad como:

[pic 11]

Obsérvese que, al ser no mucho menor que 1, la ganancia de instensidad puede tomar valores muy elevados.

De forma análoga, se defina la ganancia de tensión como:

[pic 12]

En definitiva, la señal de entrada, se ve amplificada tanto en intensidad como en tensión.

2.3.5 Amplificadores multietapas

Cuando nos refererimos a un amplificador, estamos hablando de un circuito capaz de procesar la las señales de acuerdo a la naturaleza de la aplicación. El amplificador sabra extraer información de toda señal, de tal manera, que permita mantener o mejorar las características del sensor o transductor utilizado para nuestra aplicación. Por ejemplo: Si nuestra aplicación esta inmersa en algún tipo de ruido, el amplificador no deberá amplificar el ruido, es más, debe atenuarlo de toda la señal y/o del medio imperante.

La tarea se deberá realizar sin distorcionar la señal, sin perder información, ni inteligencia. Un criterio universal al plantearse el diseño de un amplificador, consiste en, seleccionar la primera etapa de este como un pre amplificador, es decir, como un amplificador que permita preparar adecuadamente la fuente de señal para ser posteriormente procesada y