Circuitos Electrónicos - Ing. Edwin Nieto
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Ing. Edwin Nieto Ríos
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
Ing. Edwin Nieto
Quito, Agosto 2012
Ing. Edwin Nieto Ríos
Índice
Amplificadores monoetapa ........................................................................................ 1
Configuración emisor común ........................................................................................................... 2
Configuración base común ............................................................................................................ 11
Configuración colector común ..................................................................................................... 13
TABLA DE RESUMEN ................................................................................................................... 14
Excursión simétrica ................................................................................................... 15
Amplificador operacional ......................................................................................... 17
Amplificador inversor ...................................................................................................................... 18
Amplificador no inversor ................................................................................................................ 19
Amplificador diferencial ideal......................................................................................................... 23
Factor de rechazo al modo común ............................................................................................... 24
Amplificadores multietapa ........................................................................................ 26
Acople capacitivo: ........................................................................................................................... 27
Amplificador darlington ................................................................................................................... 35
Amplificador diferencial ............................................................................................ 38
Análisis AC del amplificador diferencial ....................................................................................... 45
Diseño para un Amplificador Diferencial ..................................................................................... 47
Amplificador diferencial con amplificadores operacionales ...................................................... 52
Configuración Cascode .................................................................................................................. 54
Respuesta de frecuencia .......................................................................................... 56
Ancho de banda ................................................................................................................................. 56
Puntos de media potencia ................................................................................................................. 57
Potencia de salida .............................................................................................................................. 57
Voltaje de salida................................................................................................................................. 58
Ganancia de voltaje ........................................................................................................................... 59
Característica de frecuencia ......................................................................................................... 60
Diagrama de BODE ........................................................................................................................ 60
Característica de frecuencia que produce un capacitor de entrada ........................................ 72
Característica de frecuencia que produce un capacitor de salida. .......................................... 74
Característica de frecuencia sobre la carga ( ) ....................................................................... 76
Característica de frecuencia del capacitor para ajuste de ganancia ....................................... 78
Topologías básicas de un amplificador realimentado .......................................... 82
Realimentación de voltaje, comparación serie: .......................................................................... 82
Realimentación de corriente, comparación serie: ...................................................................... 82
Realimentación de voltaje, comparación paralelo: .................................................................... 83
Realimentación de corriente, comparación paralelo: ................................................................ 84
Realimentación positiva: osciladores .................................................................... 88
Osciladores de corrimiento de fase o por cambio de fase (Shift Oscilation): ........................ 89
Diseños a partir de amplificadores operacionales ..................................................................... 92
Oscilador puente de WIEN ............................................................................................................ 93
Oscilador por corrimiento de fase con TBJ. ................................................................................ 96
Amplificadores de potencia ................................................................................... 101
Amplificador clase A: .................................................................................................................... 101
Amplificador clase B ..................................................................................................................... 102
Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificador clase AB .................................................................................................................. 104
Fuentes reguladas ................................................................................................... 107
Fuente regulada con amplificador operacional......................................................................... 107
Fuente regulada con transistor darlington ................................................................................. 108
1 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificadores monoetapa
La utilización de BJT’s como amplificadores es el modo de funcionamiento más
común de estos elementos activos. Se elige la configuración más idónea de
trabajo del transistor, dependiendo de las características del generador de
señal y de la carga que se conecte a su salida, entre los cuales mediará el
amplificador.
El amplificador monoetapa con BJT es el bloque fundamental de la mayoría de
los diseños integrados. Para la implementación de estos amplificadores se
puede usar transistores tipo NPN o PNP como se muestra en la figuras.
Amplificador con PNP
Circuito equivalente:
RB = ||
Amplificador con NPN
Circuito equivalente:
Corriente de base positiva
RB = ||
2 Ing. Edwin Nieto Ríos
Configuración emisor común
Análisis:
Para análisis DC se obtiene el siguiente circuito:
Donde:
RB = ||
RE1
CaR2RE2
Vout
Vin
Cin
Co
Q1NPN
Vcc
RL
R1 RC
Q1NPN
+VBB
RB
Vcc
RE
RC
3 Ing. Edwin Nieto Ríos
Análisis AC:
Diseño:
El circuito a diseñar es el siguiente:
Para el diseño de un amplificador emisor común, al tener como dato la
impedancia de entrada , se realiza los siguientes pasos:
Vout
Vin
RLRC
RE1
RB
Q1NPN
RE1
CaR2RE2
Vout
Vin
Cin
Co
Q1NPN
Vcc
RL
R1 RC
4 Ing. Edwin Nieto Ríos
1. Escoger
Sugerencia, siempre que los límites extremos de las inecuaciones
anteriores lo permitan:
2. Calcular
3. Calcular
4. Determinar
; Esto evita que el transistor vaya a corte.
;
5. Calcular
6. Calcular
7. Calcular
8. Determinar VCE
5 Ing. Edwin Nieto Ríos
9. Calcular
Se recalcula con el valor de resistencia estándar que se use
10. Calcular
11. Calcular
Verificar que se cumpla:
Si no se cumple, se recalcula con esta última condición
6 Ing. Edwin Nieto Ríos
12. Calcular
Al final se comprueba que se cumpla con las condiciones impuestas:
Cálculo de capacitores
Cálculo de ( y )
Ci
Zi
Rs
1kHz
Vs
7 Ing. Edwin Nieto Ríos
Cálculo de ( y )
c
e
b BIb Co
re
VoutVin
RLRC
RE1
RB
Co
BIb RLRC
Co
1kHz
BIbRc RL
RC
𝛽𝑖𝑏
𝛽𝑖𝑏𝑅𝐶
𝛽𝑖𝑏
Co
Vout
Vin Q1NPN
RE1
RL
RB
RC
Co
8 Ing. Edwin Nieto Ríos
Generalizando para todas las configuraciones:
Cálculo de Ca (Ci y Co )
Si ; se obtiene:
Si ; se obtiene:
se elige el más alto.
Un cálculo más conservador de se obtiene con:
9 Ing. Edwin Nieto Ríos
Ejemplo de diseño cuando es dato la impedancia de entrada:
Se escoge r=100
; se escoge
RE1
CaR2RE2
Vout
Vin
Cin
Co
Q1NPN
Vcc
RL
R1 RC
𝑅𝐿 KΩ
��𝑂 𝑉
𝛽𝑚𝑖𝑛
𝑓𝑚𝑖𝑛 Hz
𝑍𝑖𝑚𝑖𝑛 𝐾Ω
𝐺𝑉=-15
10 Ing. Edwin Nieto Ríos
se escoge
se escoge
Por no cumplir con = 1.16V se recalcula
se escoge
Recalculando
Cálculo de condensadores
se escoge
se escoge
se escoge
11 Ing. Edwin Nieto Ríos
Configuración base común
Baja impedancia de entrada
Alta impedancia de salida No hay desfasaje entre la señal de salida y lo de entrada. Amplificación de corriente máxima igual a uno.
generalmente es un valor bajo.
Es importante saber que esta configuración no se utiliza cuando se tenga como
requerimiento una impedancia de entrada alta mínima.
T1
+
-
Vs
+ Vcc
CaCi
Co
Q1NPN
RE2
RE1
Rc
R2
R1
Rs
RL
𝑉𝐶𝐶
𝑉𝐶
𝑉𝐸
��𝑜 ��𝑖
𝑉𝑅𝐶
𝑉𝐶𝐸
𝑉𝐶𝐸 𝑚𝑖𝑛
Señal de entrada Señal de salida
𝜋 𝜋
𝜋 𝜋
12 Ing. Edwin Nieto Ríos
Ahora también podemos analizar la ganancia en AC la que quiere decir que
ahora nuestros capacitores vienen a ser cortocircuito y nuestra fuente de DC se
convierte en tierra
El cálculo de capacitores en la entrada tanto como en la salida debe seguir
siendo analizado de la misma manera que se explica en el análisis de EMISOR
COMÚN pero el cálculo del capacitor se determina por las siguientes dos
ecuaciones
En este punto se tiene dos resultados que expresan el valor del capacitor
buscado. Se debe tomar el mayor valor de esta manera se garantiza que las
dos condiciones se estén cumpliendo.
13 Ing. Edwin Nieto Ríos
Configuración colector común
Alta impedancia de entrada
Baja impedancia de salida No hay desfasaje entre la señal de salida y lo de entrada. Amplificación de voltaje máximo igual a uno.
Nótese que no hay la resistencia porque la única utilidad que tendría es
disminuir el voltaje en del transistor
( )
(
)
Esta configuración es generalmente utilizada para obtener altas impedancias
de entrada.
Para que el transistor
no vaya a corte:
Todos los demás cálculos son realizados de la misma forma que en el emisor
común.
CiRs
RL
R1
R2 RE
Q2Co + Vcc
+
-
Vs
𝑉𝐶𝐸
𝜋 𝜋
𝜋 𝜋
𝑉𝐶𝐸 𝑚𝑖𝑛 𝑉𝐶𝐸 𝑠𝑎𝑡
𝑉𝐸
Señal de salida y de entrada
0
𝑉𝐶𝐶
14 Ing. Edwin Nieto Ríos
TABLA DE RESUMEN
E.C B.C C.C
Ganancia de voltaje
Ganancia de corriente
Entra por base sale por colector
Entra por emisor sale por colector
Entra por base sale por emisor
Impedancia de
entrada
( )
Impedancia de salida
(
)
Ganancia de potencia
Esta configuración posee la mayor ganancia
Generalmente utilizada para altas frecuencias
15 Ing. Edwin Nieto Ríos
Excursión simétrica
Caso 1: Punto de trabajo en la mitad de la recta AC
La excursión simétrica es la máxima cuando se cumple que:
;
Caso 2: Punto de trabajo de la mitad hacia abajo de la recta de carga AC
𝑰𝑪
𝑽𝑪𝑬
𝑰𝑪
𝑽𝑪𝑬
𝑽𝑪𝑬
𝑽𝑪𝑬
𝑽𝑪𝑪𝑹𝑪 𝑹𝑬
𝑽𝑪𝑪𝑹𝑪 𝑹𝑬
16 Ing. Edwin Nieto Ríos
La excursión simétrica es:
Caso 3: Punto de trabajo de la mitad hacia arriba de la recta de carga AC
La excursión simétrica es:
Para diseño: Si se desea obtener la excursión simétrica máxima se debe
escoger el punto de trabajo de la siguiente manera:
;
;
𝑰𝑪
𝑽𝑪𝑬 𝑽𝑪𝑬
𝑽𝑪𝑪𝑹𝑪 𝑹𝑬
17 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificador operacional
Características ideales
La resistencia de entrada:
La resistencia de salida:
La ganancia de lazo abierto:
Respuesta de frecuencia:
; cuando , independiente de la magnitud de la entrada
Características no poseen desplazamiento con la temperatura.
Entrada Inv
Entrada no Inv
+U1
Vo
+ V210V
+ V110V
ETAPA DE
ENTRADA
ETAPA
INTERMEDIA
ETAPA DE
POTENCIA
𝑣𝑖
𝑣𝑖 𝑣𝑜~ 𝑣𝑖 𝑣𝑖
∘ 𝑉 𝑉
𝑉
18 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificador inversor
Corto circuito virtual
Suposición: es finito =0
Característica estática del amplificador operacional:
característica real
característica ideal
Vdi1
i2
Vi
Vo
R2
R1+
𝑉𝑂
𝑉𝑑
𝑉𝐶𝐶
𝑉𝐶𝐶
19 Ing. Edwin Nieto Ríos
=0
Para este caso:
En general la ganancia de lazo cerrado es:
; y impedancias
Amplificador no inversor
Vd
Zi Zo+R1
R2
VoVi
Zo
Vd
i2
i1
Vi
Vo
R2
R1+
20 Ing. Edwin Nieto Ríos
Región lineal:
; es infinita esto pasa con REALIMENTACIÓN
NEGATIVA
saturación (+)
saturación (-)
; debido a que
Con (1) y (2)
(
) (
)
Casos:
con
R4
R3
+R1
R2
Vo
Vi
21 Ing. Edwin Nieto Ríos
(
) (
)
Si (
)
Amplificador inversor con una sola fuente de polarización
Vi
Vo
R2
+
Vo=Vi
VL
Vcc
RLRb
Ra
+
Indispensable
VL
Vo
AC+DC
RL
C1Ci
R2
R1
R3
R4
V1
Vi +
22 Ing. Edwin Nieto Ríos
1.
(
)
(a la frecuencia mínima de trabajo)
2.
(
)
(
)
(para DC)
Por superposición:
Con: ; y
Vo1
VL
+ViCi
C1
R3 R4
R1
R2
RL
VL
Vo2
AC+DC
Ci
R3
+ C1R1
R2
R4 RL
V1
23 Ing. Edwin Nieto Ríos
NOTA: Es importante el capacitor para que no se sature el amplificador
operacional
Amplificador no inversor con una sola fuente de polarización
Amplificador diferencial ideal
1.
AC+DC
VL
Vo
Vcc
R4
R3
ViCi
RL
R1C1+
C
Vcc
-Vcc
VoV1
V2
R2
R2
R1+
R1
-Vcc
Vcc
R1
+R1
R2
R2
V1 Vo1
24 Ing. Edwin Nieto Ríos
2.
(
)
(
)
Superposición
Factor de rechazo al modo común
Siempre el voltaje de salida de un amplificador diferencial, debido a que no
presenta las condiciones ideales, presenta un comportamiento distinto al
esperado, como se ve en la formula anterior el voltaje de salida tiene dos
componentes la esperada y la que lo cambia
;
-Vcc
Vcc
R1
+R1
R2
R2
V2
Vo2
25 Ing. Edwin Nieto Ríos
Donde:
: Voltaje Diferencial
: Ganancia Diferencial
: Voltaje de modo común
: Ganancia de modo común
CMRR = |
|
CMRR: factor de rechazo al modo común
Para el amplificador diferencial ideal
CMRRdB = 20 log |
|
Para encontrar las ganancias
1.
2.
26 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificadores multietapa
GV1 GV2 GVN
Técnicas de acoplamiento
Acoplamiento directo (Unidos por un cable)
Acoplamiento capacitivo (Unidos por medio de un condensador),
independiza la polarización entre etapas
Inductivo (Unidos por medio de un transformador)
Óptico (Unido por sistemas basados en radiaciones ópticas)
Las ganancias obtenidas en un amplificador de dos etapas tienen como
consecuencia:
- Si obtenemos menor distorsión de amplitud.
- Si obtenemos mayor impedancia de entrada
Amplificador
1
Amplificador
2
Amplificador
n
27 Ing. Edwin Nieto Ríos
Acople capacitivo:
Resolución:
Q1NPN
Q2NPN
C1
C2
C3
C4
C5
Vcc
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
𝑉𝑖
𝑉𝑜 𝑉𝑖
𝑉𝑜
28 Ing. Edwin Nieto Ríos
Datos:
Q1NPN
Q2NPN
C1
C2
C3
C4
C5
Vcc
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
29 Ing. Edwin Nieto Ríos
TEOREMA DE MILLER
Z
V1 V2
I1 I2
Circuito equivalente
V1V2
I1 I2
Z1 Z2
(
)
EJERCICIO 01
Datos:
Asumiendo
30 Ing. Edwin Nieto Ríos
Este valor no satisface nuestro funcionamiento
Recalculamos
31 Ing. Edwin Nieto Ríos
ETAPA 1
32 Ing. Edwin Nieto Ríos
Para esto hay que volver a calcular y manteniendo la corriente
En el caso de no tener como dato la impedancia de entrada, se utiliza la
siguiente fórmula:
Si no hay el desfase propio de la configuración, alguno de los condensadores
son muy pequeños (es necesario cambiar).
EJERCICIO 02
En el circuito de la figura determinar el voltaje de entrada máximo que puede
soportar para que no se corte la señal.
ETAPA 2
+V
V120V
R81k
R71k
R6100k
R51k
R4100
R31k
R210k
R1100k
C4100uF
C31uF
C21uF
C11uF Q2
NPNQ1NPN
𝛽 𝛽
33 Ing. Edwin Nieto Ríos
El punto de trabajo se encuentra de la mitad de la recta de carga AC hacia
abajo. Para este caso la excursión simétrica es:
ETAPA 1
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25
Recta DC
Recta AC
𝑖𝐶/𝑚𝐴
𝑣𝐶𝐸/𝑉
𝑃𝑇
34 Ing. Edwin Nieto Ríos
(
)
El punto de trabajo se encuentra de la mitad de la recta de carga AC hacia
abajo. Para este caso la excursión simétrica es:
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 5 10 15 20 25
Recta DC
Recta AC
𝑖𝐶/𝑚𝐴
𝑣𝐶𝐸/𝑉
𝑃𝑇
35 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificador darlington
Zona 1:
T2 no conduce
Zona 2
(
)
Zona 3
36 Ing. Edwin Nieto Ríos
(
)
EJEMPLO 01
2N6426
Q1NPN1
Ci1uF
Co1uF
Ca1uF
R11k
R21k
Rc
1k
RE11k
RE21k
RL1k
Vcc
0
𝑖𝑥𝑓
𝑖𝑟𝑒𝑓 𝛽𝑜
𝑖𝑥𝑓
𝑖𝑟𝑒𝑓
𝐼𝑐𝑘𝑖𝑟𝑒𝑓
37 Ing. Edwin Nieto Ríos
Para el circuito en colector común
Vcc
0
RL1k
RE21k
RE11k
R21k
R11k
Ca1uF
Ci1uF
2N6426
Q1NPN1
38 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificador diferencial
Este tipo de amplificador nos sirve para amplificar señales DC, su diagrama se muestra en la siguiente figura: V2 Vo V1
Por lo tanto para un amplificador diferencial real se tiene que el voltaje de salida viene expresado por:
Para un amplificador ideal se puede considerar que:
Donde:
= Voltaje de Modo Diferencial = Ganancia de Modo Diferencial = Voltaje de Modo Común
= Ganancia de Modo Común
El voltaje de modo diferencial viene expresado por:
El voltaje de modo Común viene expresado por.
De las expresiones anteriores se define el Factor de Rechazo al Modo Común (CMRR) de la siguiente manera:
|
|
Si queremos este Factor de Rechazo al Modo Común en dB nos quedaría que:
Mientras más grande es el Factor de Rechazo al Modo común, el amplificador también va a ser mucho mejor.
Amplificador Diferencial
39 Ing. Edwin Nieto Ríos
Si los transistores y son iguales entonces se tiene que , para el funcionamiento de este circuito se tiene que:
1.-
Si las fuentes y son iguales, entonces se puede decir que el y que
2 RE2 RE
RE1RE1
RC2RC1
T1 T2
Vcc
Vo2Vo1
V1
Vee
𝐼𝐸
𝐼𝐸
𝐼𝐸
40 Ing. Edwin Nieto Ríos
Donde:
Y por lo tanto tenemos que:
1.-
Para esta condición se tiene: y
IB1 IB2
Vo2Vo1
VEE
VCC
T2T1
RE
RE1RE1
RC2RC1
𝑉 𝑉 ∆𝐼𝐶 ∆𝐼𝐶
𝐼𝐸 𝐼𝐸 𝐼𝐸 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
41 Ing. Edwin Nieto Ríos
Donde:
Y por lo tanto tenemos que:
Con estos datos nosotros podemos encontrar el valor del factor de rechazo al modo común el cual se calcula de la siguiente manera:
|
|
|
|
Por lo tanto se puede concluir que el factor de rechazo al modo común 1 es igual al factor de rechazo al modo común 2:
Para mejorar nuestro factor de rechazo al modo común y con ello mejorar este
amplificador diferencial se puede aumentar el valor de , pero para mejorarlo mucho mejor se puede optar por remplazar a por una fuente de corriente:
42 Ing. Edwin Nieto Ríos
Para que se cumpla esto es necesario que los valores de R, e se mantengan constantes, además el transistor debe estar trabajando en la región lineal y el diodo zener en la región zener, para ello la corriente que pasa
por el zener mínima, no puede ser menor de 1[mA] y la máxima podríamos encontrarla de la potencia que soporta el zener al comprarlo:
Para este remplazo nuestro circuito del amplificador diferencial nos quedaría de la siguiente manera:
Cabe recalcar que el circuito de amplificador diferencial no tiene capacitores, ya que es para amplificar DC.
43 Ing. Edwin Nieto Ríos
Ejercicio:
Encontrar los puntos de trabajo de cada uno de los tres transistores del circuito mostrado en la figura, considerar:
= = =100:
Para esto se toman en cuenta las siguientes ecuaciones: Como la ecuación (1) es igual a la ecuación (2) nos quedaría de la siguiente manera:
44 Ing. Edwin Nieto Ríos
Realizando una ecuación de nodos en la base del transistor 3 tenemos lo siguiente: Por lo tanto la ecuación (3) nos quedaría:
A la ecuación (4) también se la conoce como el espejo de corriente, y ahora remplazando la ecuación (3) en la ecuación (1), tenemos que:
Y con este valor de ya podemos encontrar los valores de I, , :
Por lo tanto los valores de los voltajes en las resistencias se podrían calcular así:
45 Ing. Edwin Nieto Ríos
Con estos valores ya podemos calcular los voltajes de los transistores:
Entonces los puntos de trabajo de los tres transistores van a ser los siguientes: Transistor 1:
Transistor 2:
Transistor 3:
Análisis AC del amplificador diferencial
Ahora vamos a analizar este circuito de amplificador diferencial para AC, para pequeñas variaciones alrededor del punto de trabajo, para este análisis las
fuentes de polarización y – son cortocircuito y se convierten en tierra.
Para ello como hay dos fuentes alternas de voltaje y podemos nosotros aplicar superposición para realizar este análisis, para esto vamos a tener dos casos:
46 Ing. Edwin Nieto Ríos
(a) =0 ( y )
(b) =0 ( y )
47 Ing. Edwin Nieto Ríos
Diseño para un Amplificador Diferencial
|
|
48 Ing. Edwin Nieto Ríos
Cálculo de las impedancias de entrada( y ): Para pequeñas variaciones alrededor del punto de trabajo se tiene el siguiente circuito:
Impedancia de Modo Diferencial:
( )
(
)
Como tenemos que:
(
)
49 Ing. Edwin Nieto Ríos
Por lo tanto nos quedaría que la impedancia de modo diferencial así:
Si tenemos el caso de que tiende al infinito nos quedaría de la siguiente
manera:
Impedancia de modo común: Si =
50 Ing. Edwin Nieto Ríos
(
)
Por la tanto nos quedaría la impedancia de Modo común:
Para cualquiera de las dos salidas se tiene que el factor de rechazo al modo
común es el mismo:
|
|
Dado que:
Como se considera que se puede despreciar la contribución del modo
común lo cual nos quedaría:
51 Ing. Edwin Nieto Ríos
Para la polarización las bases deben estar a 0 , para evitar el uso de
los condensadores.
Escoger:
Asumir
Calcular , , con:
Calcular , , con:
52 Ing. Edwin Nieto Ríos
Calcular y , en el caso que sea muy grande, tenemos que
reemplazar con una fuente de corriente y seleccionar nuevamente = y luego pasar a diseñar la fuente de corriente.
NOTA: Si se cumple esto hay la opción de diseñar con =0
Amplificador diferencial con amplificadores operacionales
1.-
V1
V2
VCC
VCC
Vo+
R2
R2
R1
R1
+ Vo1
VCC
VCC
V1
R1
R1
R2
R2
53 Ing. Edwin Nieto Ríos
2.-
(
)
(
) (
)
En la práctica ocurre:
Si
V2
VCC
VCC
Vo2+
R2
R2
R1
R1
54 Ing. Edwin Nieto Ríos
Configuración Cascode
Se pone en serie los transistores cuando se quiere compartir voltaje.
La inclusión de permite trabajar con voltajes de colector más altos que los permitidos para un solo transistor.
Con esta configuración se aumenta la resistencia de salida.
Criterio de diseño:
I1
I3
55 Ing. Edwin Nieto Ríos
Nuestro circuito equivalente en AC nos quedaría de la siguiente manera:
Donde tenemos que:
Para la ganancia del primer amplificador que está en configuración Emisor
Común sería:
Para la ganancia del segundo amplificador que está en configuración Base
Común sería:
Por lo tanto nuestra ganancia total del amplificador cascode será de la siguiente manera:
(
)
56 Ing. Edwin Nieto Ríos
Respuesta de frecuencia
La característica de Frecuencia es el gráfico de la variación de la señal de salida en función de la frecuencia (este parámetro es variable) de la señal de entrada.
Diagrama en bloques de un amplificador. Todo parámetro permanece constante para que solo varíe la frecuencia.
Respuesta de un amplificador a diferentes frecuencias.
La señal de salida puede ser analizada con la potencia, voltaje, corriente de salida del circuito o incluso las ganancias de potencia, voltaje o corriente.
Ancho de banda: Es el rango de frecuencias correspondiente a su utilización normal.
3db
Representación del ancho de banda.
CIRCUITO Señal de
salida
Señal de
entrada
f
fSeñal de entrada
Señal de salida
f1 f2 f3 ------- fn
fSeñal de entrada
Señal de salida
f1 f2
f1, f2: frecuencias de -3dB
P P : Puntos de media potencia
∆f
57 Ing. Edwin Nieto Ríos
Puntos de media potencia: Los puntos de media potencia o -3db son frecuencias en las que se está entregando a la carga la mitad de la potencia
respecto a la máxima ( , ). A continuación se hará el análisis de los puntos de media potencia para las opciones de la señal de salida.
Potencia de salida
Potencia →
Sea . el valor máximo
Los puntos de media potencia se ubicarán en: ( .)/2
Respuesta a la frecuencia de la potencia (f).
En Decibeles:
|
|
|
|
Respuesta a la frecuencia de la potencia (f).
f
P
Pmáx.
Pmax/2
f
P db
Pmaxdb
Pmaxdb– 3db
f1 f2
f1 f2
58 Ing. Edwin Nieto Ríos
Voltaje de salida
La relación que existe entre el voltaje y la potencia es:
Escala lineal
Respuesta a la frecuencia del voltaje (f).
Escala logarítmica En Decibeles:
|
√ |
(
√ )
√
|
√ |
Respuesta a la frecuencia del voltaje (f).
f
V db
Vmax
Vmax 0.707
f1 f2
f
V db
Vmaxdb
Vmaxdb– 3db
f1 f2
59 Ing. Edwin Nieto Ríos
Ganancia de voltaje
|
|
Respuesta a la frecuencia de la ganancia del voltaje (f). En Decibeles:
|
√ |
(
√ )
√
|
√ |
Puntos de media potencia
f
G db
Gmaxdb
Gmaxdb– 3db
f1 f2
60 Ing. Edwin Nieto Ríos
Característica de frecuencia
Para determinar la característica de un circuito es necesario obtener la función de transferencia del mismo en función de la frecuencia.
En dB:
Dada ya la función de transferencia se debe realizar la respectiva gráfica que representa dicha función (característica de magnitud).
Diagrama de BODE
Consta de dos trazados: • Diagrama del logaritmo del módulo de una función de transferencia sinusoidal. • Diagrama del ángulo de fase. Ambos representados en función de la frecuencia en escala logarítmica. Magnitud y fase
G
(Función de Transferencia)
61 Ing. Edwin Nieto Ríos
Bloque proporcional
o Característica de magnitud
o Característica de fase
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝐺
𝜔/𝜔
62 Ing. Edwin Nieto Ríos
Bloque integrador
o Característica de magnitud
|
| ⌈
⌉
|
|
(
)⌊ / (
)
Gráfica de magnitud de G( ).
o Característica de fase
1/( /
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝑑𝐵
𝑑𝑒𝑐
63 Ing. Edwin Nieto Ríos
Gráfica de respuesta de fase para un término 1/(0± j ).
Se debe tomar en cuenta que para determinar la característica de frecuencia
de corte al menos debe existir elementos reactivos en baja.
Bloque Diferenciador
o Característica de Magnitud
/
Análisis de la función de transferencia
Para: Función transferencia
En dB 20log(G)
→ 0 Bajas frecuencias
G = 0 −
→ Alta frecuencia
G =
= 1rad/s G = 1 0
Tabla de G( ).
Graficando estos resultados tenemos.
𝐺
𝜔/𝜔
64 Ing. Edwin Nieto Ríos
o Característica de Fase
/
Gráfica de respuesta de fase para un término 0± j .
Bloque de adelanto de primer orden
o Característica de Magnitud
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝐺
𝜔/𝜔
65 Ing. Edwin Nieto Ríos
Analizando la Función de Transferencia
Para:
Función transferencia En dB
→ 0 G = 1 0
G = √ 3
→ G =
Tabla de G( ). Graficando estos resultados se tiene:
Gráfica de G( ).
Característica de fase
Tabla de fase para un término 1+ j
Para: θ
→ 0 θ= 0º
= =1/ θ = 45º
→ θ = 90º
ω1/ ω0
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝑑𝐵
𝑑𝑒𝑐
66 Ing. Edwin Nieto Ríos
Donde al realizar la gráfica se tiene:
Gráfica de respuesta de fase para un término 1+ j .
Bloque de retardo de primer orden
o Característica de Magnitud
|
| |
|
|
|
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝑑𝐵
𝑑𝑒𝑐
67 Ing. Edwin Nieto Ríos
o Característica de fase
Para: θ
→ 0 θ = 0º
= 1/ θ =−45º
→ θ = −90º
Tabla de fase para un término 1/(1+ j )
Donde al realizar la gráfica se tiene:
Gráfica de respuesta de fase para un término 1/(1± j ).
Ejemplo
/ ;
/ ;
/
𝜔
𝜔𝑜
𝜔
𝜔
𝜔 𝜔𝑜
𝐺
𝜔/𝜔
68 Ing. Edwin Nieto Ríos
|
|
Por lo tanto, se cambia el eje, a:
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝐺𝑑𝐵
𝜔/𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
𝜔
69 Ing. Edwin Nieto Ríos
Respuesta de frecuencia
Señal de prueba La respuesta de frecuencia es una función T(j ) que sirve para determinar la salida en régimen permanente, cuando la entrada es senoidal con frecuencias
desde 0 hasta Para el sistema lineal, esto es
Entonces: Para t, toda la información está en
Podemos graficar a T(j ) como magnitud y ángulo a partes
o como curva polar en el plano complejo
𝑇 𝑗𝜔 𝑇 𝑗𝜔 𝑇 𝑗𝜔
𝑇 𝑗𝜔 𝑅𝑒 𝑇 𝑗𝜔 𝑗𝐼𝑚 𝑇 𝑗𝜔
70 Ing. Edwin Nieto Ríos
Diagramas de Bode Graficamos magnitud (en dB) y fase (en °) en las siguientes escalas semilogarítmicas.
La aproximación asintótica del diagrama consiste de líneas rectas Resumen de Bode Sumamos la contribución de cada término Ti(j ) presente:
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
𝐾
𝐶𝑒𝑟𝑜
𝑠
𝜔
71 Ing. Edwin Nieto Ríos
𝑃𝑜𝑙𝑜
𝑠
𝜔
𝐶𝑒𝑟𝑜 𝑒𝑛 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑒𝑛
𝑠
𝑃𝑜𝑙𝑜 𝑒𝑛 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑒𝑛
𝑠
𝐶𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑜𝑏𝑙𝑒
(𝑠
𝜔 )
(𝑠
𝜔 )
𝑃𝑜𝑙𝑜 𝑑𝑜𝑏𝑙𝑒
𝑃𝑜𝑙𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑗𝑜𝑠
(𝑠
𝜔𝑛)
𝜉
𝜔𝑛𝑠
𝐶𝑎𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑛
𝑒𝑗𝑒 𝑖𝑚𝑎𝑔𝑖𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜
(𝑠
𝜔𝑛)
72 Ing. Edwin Nieto Ríos
A continuación se va a realizar el análisis en bajas frecuencias de la configuración en emisor común para cada uno de los capacitores.
Característica de frecuencia que produce un capacitor de entrada
Se tiene el siguiente circuito equivalente de la parte de entrada del amplificador donde se ha considerado que el generador es ideal y lo que observa este es el capacitor de base CB y la impedancia de entrada.
Si = constante generador es ideal
en función de
RinRL
RE2
RE1
RC
R2
R1
Vcc
CE
CCCB
Q1NPN
73 Ing. Edwin Nieto Ríos
Sea la frecuencia de corte del capacitor de base
Con nuestro conocimiento para realizar el diagrama de bode de la función de transferencia, graficamos el numerador y el denominador y después los sumamos las pendientes para obtener la gráfica total. Característica de frecuencia del numerador y denominador
De la gráfica total podemos concluir que a bajas frecuencias el capacitor de base es circuito abierto mientras que a altas frecuencias a partir de la
frecuencia de corte es corto circuito. Podemos concluir entonces que cuando:
74 Ing. Edwin Nieto Ríos
Característica de frecuencia que produce un capacitor de salida.
A partir de la ganancia del circuito incluyendo la reactancia que produce el capacitor de salida obtenemos:
(
)
(
)
Sea las frecuencias de corte del capacitor de salida entonces:
Entonces realizamos la gráfica del numerador y del denominador
𝜔𝐶 𝜔𝐶
75 Ing. Edwin Nieto Ríos
Lo que se concluye de la gráfica es que a baja frecuencia se obtiene la
ganancia máxima y hasta va disminuyendo; a partir de esta frecuencia la ganancia es constante pero baja.
Baja frecuencia: max. A max. 𝑉 Capacitor abierto
Carga en colector 𝑅𝑐
Alta frecuencia: Capacitor cortocircuito Carga en colector 𝑅𝑒𝑞
𝐴 𝑅𝑐
𝑟𝑒 𝑅𝐸
𝐴 𝑅𝑐 𝑅𝐿𝑟𝑒 𝑅𝐸
76 Ing. Edwin Nieto Ríos
Comprobación
Para baja frecuencia
(LQQD)
Para alta frecuencia
(LQQD)
Característica de frecuencia sobre la carga ( )
El análisis anterior era en el terminal del colector, ahora en la carga debemos tener una característica semejante a la característica del capacitor de entrada para poder conectarla a una siguiente etapa por lo tanto: Si “V” es el voltaje en colector, entonces en función de este voltaje, el voltaje de salida es:
Con esta relación se obtiene para:
77 Ing. Edwin Nieto Ríos
Del análisis del capacitor de salida hecho anteriormente obtenemos que:
Cuando:
Cuando:
Del gráfico se observa que la frecuencia de corte es y podemos decir que esta frecuencia es el punto de división en el que el capacitor o está en cortocircuito (altas frecuencias) o está en circuito abierto (bajas frecuencias)
𝜔
𝜔
𝜔𝐶 𝜔𝐶
𝜔𝐶 𝜔𝐶
𝑆𝑒ñ𝑎𝑙 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑅𝐿
𝑆𝑒ñ𝑎𝑙 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑅𝐿 (dB)
78 Ing. Edwin Nieto Ríos
Característica de frecuencia del capacitor para ajuste de ganancia
En el caso de la configuración en emisor común es el capacitor colocado en emisor. A partir de la ganancia del circuito incluyendo la reactancia que produce el capacitor de emisor obtenemos:
Sea y las frecuencias de corte del capacitor de salida entonces
Del análisis anterior obtenemos que:
Cuando:
79 Ing. Edwin Nieto Ríos
Cuando:
Característica de frecuencia del numerador y denominador
Graficando la función de transferencia y ubicando los valores de y .
80 Ing. Edwin Nieto Ríos
A baja frecuencia hasta (capacitor circuito abierto) en el denominador de la
fórmula de la ganancia se tiene y para al alta frecuencia (capacitor cortocircuito) a partir de se tiene en el denominador . En el intervalo desde hasta no hay ni circuito abierto ni cortocircuito hay una reactancia. Comprobación del comportamiento del capacitor:
Para baja frecuencia
(LQQD)
Para alta frecuencia
(LQQD)
Cuando se vaya a resolver ejercicios que requieran cumplir con condición de frecuencia se recomienda graficar primero la característica del emisor y ubicar sus respectivas frecuencias de corte luego dibujar las características de base y colector haciendo que coincidan las frecuencias de corte de estos con la gráfica de las características de emisor según como se desee y no ubicar entre las frecuencias de corte . Finalmente realizar la respectiva suma de las pendientes de cada característica. A continuación se muestra un ejemplo.
81 Ing. Edwin Nieto Ríos
Como observamos en las gráficas los “y” están rotulados con una C, esta indica característica mas no capacitor por lo tanto en el eje que esta CE lo que señala es que es la característica del emisor.
82 Ing. Edwin Nieto Ríos
Topologías básicas de un amplificador realimentado
Para la realimentación de un amplificador se considera la resistencia interna del
generador de señal de entrada como parte del amplificador.
Realimentación de voltaje, comparación serie:
Realimentación de corriente, comparación serie:
83 Ing. Edwin Nieto Ríos
Realimentación de voltaje, comparación paralelo:
84 Ing. Edwin Nieto Ríos
Realimentación de corriente, comparación paralelo:
Cuando se toma una muestra de voltaje de la salida para la realimentación, la
impedancia en la salida del amplificador disminuye.
Cuando se toma una muestra de corriente de la salida para la realimentación,
la impedancia en la salida del amplificador aumenta.
La realimentación serie ayuda a aumentar la impedancia de entrada del
amplificador
Ejemplo:
Realimentación de voltaje comparación serie:
85 Ing. Edwin Nieto Ríos
Circuito equivalente en AC:
Circuito equivalente Thévenin:
RF
CF
1kHz
Vs
VCC
C5C4
Co2
Co1
Ci
RsRL
R10
R9
R8
R7
R6
R5
R4
R3
R2
R1
T2T1
Vo
Vf
Vi
RL
CFRF
R8R3 RB2 R9R4RB1
T2
T1
86 Ing. Edwin Nieto Ríos
Circuito Equivalente en Lazo Abierto:
(
)
Vo
Vf
Vi
RF
+
-
VTH
RTH
+
-
VTH
RL
RF
R8R3 RB2 R9R4RB1
T2
T1
Vo
Vf
Vi
RF
RL RFR8R3 RB2 R9R4RB1
T2
T1
87 Ing. Edwin Nieto Ríos
Ejemplo:
Criterio de diseño:
Para el diseño se tiene el valor de la realimentación H, entonces se asume un
valor para y a partir de ese valor se calcula el valor de .
No es conveniente asumir un valor de mucho mayor a la resistencia de la
carga porque entonces se podría tener un valor de la resistencia del primer
emisor, muy alto y se dificulta cumplir con la ganancia del amplificador.
88 Ing. Edwin Nieto Ríos
Realimentación positiva: osciladores
Oscilación senoidal (Oscilador de onda senoidal):
En la realimentación positiva a diferencia de la realimentación negativa, el voltaje de
realimentación está en fase con la señal de entrada generando que ambos se
sumen.
Realimentación Negativa
Realimentación Positiva
La señal de entrada del amplificador es muy pequeña en relación con la señal
de realimentación, por lo que se puede despreciar en un oscilador en el lazo.
La ganancia en lazo cerrado se expresa:
GH
GGC
1
Tipos de osciladores:
En el estudio del tema de osciladores podemos clasificarlos en dos tipos de
osciladores:
+
-
+
89 Ing. Edwin Nieto Ríos
Los osciladores de relajación utilizan la zona de resistencia negativa de un
dispositivo.
Osciladores de corrimiento de fase o por cambio de fase (Shift Oscilation):
Consiste en tener un amplificador ideal con infinita, y igual a cero, y
además de una ganancia ;
Análisis AC:
G>0 y real; (frecuencias medias)
90 Ing. Edwin Nieto Ríos
;
;
;
GV
V
GV
V
V
VH
f
o
i
o
o
f
165
20
2
0
00
02
;
20
2
0
0
0
2
1
2
2
1
3
2
1
212
2212
221
2
212
221
3
3
2
1
212
2212
221
Z
Z
Z
Z
Z
Z
VV
ZZZ
ZZZZ
ZZZ
Z
ZZZ
VZZZ
I
I
I
I
ZZZ
ZZZZ
ZZZV
of
o
o
Si es en elemento almacenador de energía, no debe ser almacenador de
energía. Por lo tanto debemos utilizar elementos como resistores, capacitores,
inductores. Por lo general se usan capacitores por la facilidad de fabricación. Y
disponibilidad en el mercado.
Circuito resistivo capacitivo
+VVf+VVo
C3C2
R3R2R1
C1
91 Ing. Edwin Nieto Ríos
Circuito resistivo inductivo
Al realizar un análisis en el dominio de la frecuencia S: será considerado como
un número imaginario puro.
165
1
;
;1
;
2
1
2
2
1
3
2
1
2
1
Z
Z
Z
Z
Z
ZV
VH
RZ
sCZ
js
o
f
Determinación de la frecuencia de oscilación:
Esto ocurre a la frecuencia de oscilación.
:06
1
;06
;06
06
;0Im
;0Im
2
2
2
1
2
2
1
2
1
2
1
3
2
1
0
R
Cj
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
H
GH
o
+VVf
+VVo
L2L1
R3R2R1
L3
Dado que G es real
92 Ing. Edwin Nieto Ríos
√ Frecuencia de oscilación
Debe cumplirse que:
Porque existe caída de voltaje en los capacitores debido a que en estos no
son cortocircuitos.
;29
1
130
1)(
1
6
1
15
1
11
5
1
15
1)(
222
2
1
o
o
o
H
RC
RCj
RCjZ
ZH
Condición de mantenimiento de la oscilación:
Condición de arranque de la oscilación:
Diseños a partir de amplificadores operacionales
Primera opción.
C1 C2 C3
R3 R4 R5
+V+V
R2
R6
R1+
+
93 Ing. Edwin Nieto Ríos
Segunda opción: Oscilador por corrimiento de fase con
Oscilador puente de WIEN
Trabaja a una frecuencia de:
+R1
R6
R2
+V +V
R4R3
C3C2C1
R2 > 29R1
+
Rx
CCC
RR
R1
V2
Z2
Z1
V1
C
C
R
R
94 Ing. Edwin Nieto Ríos
o
o
oo
o
kRC
definiciónpor
jj
j
RCjRCj
RCjjs
V
V
VSRCCRS
SCRV
SCR
R
SCR
SCR
Z
SCR
SCR
RSCR
R
VZZ
ZV
1
131)(3)(
)(
13)(
11
1
1
1
1
2
2
2
1
2
122
1
1
21
12
1;3
1
)1(9))1(1(
)1(3
9)1(
3
;101
0Im;0
09)1(
)1(
22
2
222
2
1
2
2
1
2
222
2
1
2
kcuandokk
k
V
V
oscilacióndefrecuenciakk
V
Vk
kk
kk
V
V
o
o
95 Ing. Edwin Nieto Ríos
En el oscilador puente de Wien: en fase >0
Condición de oscilación:
311
2
R
RGV
Condición de arranque, la variación debe estar entre el 10% y 20%
Condición de mantenimiento de la oscilación.
Oscilador de puente de WIEN:
Amplificador operacional no inversor.
1V 3V
Zin
AMP
G=3
R
R
C
CRl
+
Vi
R1
R2
RL
96 Ing. Edwin Nieto Ríos
KR
RC
VVV
VVV
o
seg
segocc
1
1
32
Para poder comprobar si el oscilador está trabajando abrimos en los puntos 1 y
2, en 2 se pone tal que =3, entonces en 1 debe haber .
Oscilador por corrimiento de fase con TBJ.
+
C
C
R
RLR1R
R2
Vcc
RF
RR
RL
RB2
RE2
RE1
RB1RC
Q1NPN
CC C
Ca
Co
1 2
97 Ing. Edwin Nieto Ríos
Análisis AC:
RB RE RRL R
Q1NPN
C C C
Rf
RB
Q1NPN
RE RRL R
C C C
Rf
I1 I3 I2
E4 E5
E3
E2 E1
ZL Zi=ZL
I2 I1
V1 V2
𝑍𝑖𝑇
98 Ing. Edwin Nieto Ríos
IC
IE
IB
Q1NPN
RRE RRL R
C C C
re
CCC
RRL R
RE
R
I1 I2 I3
CCC
RRL R
B (ib)
Rl’
-
B (ib)
+
𝑟𝑒
99 Ing. Edwin Nieto Ríos
Frecuencia de oscilación
H
(
(
)
)
Como :
(
(
)
)
√
Tenemos que:
√
2
223
2
2
3
2
223
2
2
3
3
3
2
1
3
1'46
1'3
)(
'5
'
1'46
1'3
)(
'5
'
;
120
12
01
'
0
0
?
sCRRR
sCRRR
sC
RR
RR
I
I
sCRRR
sCRRR
sC
RR
IRRI
I
IGH
ZRZ
ZRR
I
I
I
SCRR
RSC
RR
RSC
RRIR
I
I
LLL
L
B
LLL
BL
B
TiBi
iF
L
BL
B
100 Ing. Edwin Nieto Ríos
Mantenimiento de la oscilación:
Realimentación negativa
Realimentación positiva
23
22
2
23
22
2
'3'5
'
1
´3'5
'Re
RRRC
RRRR
RRRC
RR
RRGH
L
o
LL
L
o
L
Lo
Arranque de oscilación:
5.44
7.2'
41
2923
'3'5
'
1
23
22
2
R
Rk
kk
RRRC
RRRR
GH
L
L
o
LL
101 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificadores de potencia
Clasificación de los amplificadores de potencia según el ángulo de conducción:
Clase A : i2 = 360° Clase AB: 180° < i2 < 360° Clase B: i2 = 180° Clase C: i2 < 180° (RF y VHF) Elemento activo en corte y saturación: Clase D
Amplificador clase A:
ñ
Vcc
Vi
C3
C2
C1i2
Q1
Vo
RL
RE2
RE1
ic
RC
R2
i1
R1
102 Ing. Edwin Nieto Ríos
Dónde:
∫
∫
∫
∫
∫
∫
∫
}
Amplificador clase B
1ª Configuración:
De 0 < x < π:
T1 conduce: ic1 = 0 T2 no conduce: ic2 = 0
De π < x < 2π:
T1 no conduce: ic1 = 0 T2 conduce: ic2 = 0
T2
ic2
Icc
vi2
vi1
+
iL2
Vcc
NsN1
ic1
T1
U1U2 U3
U4U5
iL1
RL
103 Ing. Edwin Nieto Ríos
∫
{
∫
∫
T2
ic2vi2
vi1
+
iL2
Vcc
NsN1
ic1
T1
U1U2 U3
U4U5
U6
U7
iL1
RL
104 Ing. Edwin Nieto Ríos
Potencia disipada por los transistores
(
)
(
– )
Potencia en un transistor
Comparando y en un transistor
Amplificador clase AB
Configuración de contra fase o Push-Pull
105 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificador clase AB de simetría complementaria:
IB
T2
vi
IB
+
ic2
Vcc
vLN1
ic1
T1
U1U2
U5
U6
b
R1
aR2
RL
Vcc
-Vcc
T2
0V
T1
RL
U1 U2U3
106 Ing. Edwin Nieto Ríos
Amplificador Clase AB con polarización de diodos:
En ausencia de señal, , la caída de tensión en el diodo hace que el transistor esté en la región lineal con una corriente de colector baja y lo mismo sucede a con el diodo ; es decir, ambos transistores conducen. Cuando se aplica una tensión a la entrada uno de los transistores estará en la región lineal y el otro cortado, funcionando de una manera similar a la etapa clase B pero con la ausencia de distorsión de cruce. En este caso la potencia promedio suministrada por una fuente de alimentación es:
En general, el segundo término es despreciable frente al primero. La polarización con diodos presenta una importante ventaja al proporcionar estabilización de la polarización con la temperatura. Al aumentar la
temperatura, el de los transistores disminuye pero a su vez la caída de tensión de los diodos también lo que permite mantener constante la corriente de polarización de los transistores de salida.
+
-
Vi
D1
D2
IB
T2
IBT1
Vcc
-Vcc
0V
RL
U3U1
U2
107 Ing. Edwin Nieto Ríos
Fuentes reguladas
Es una fuente de DC que no varía con la carga. Con diodo zener no es fuente regulada, sino es estabilizador de voltaje.
Fuente regulada con amplificador operacional
↓
» hace que el Zener trabaje en la región adecuada, el Zener máximo 1W (≈ 1/2).
}
}
Si es muy grande, la respuesta del circuito se hace lenta. Para el capacitor debe ser de 470 uf, y para debe ser igual a la mitad.
Si se desea calcular , se hace lo siguiente:
- Gnd
+ Vcc
Cd RLCL
Ctr
C2
R1
Vz
R2R3
+ Vref
V1
T1
R2
R1+
0
- Gnd
+ Vcc
Cd RLCL
Ctr
C2
R1
Vz
R2R3
+ Vref
V1
T1
108 Ing. Edwin Nieto Ríos
El diagrama de bloques respectivo es:
Fuente regulada con transistor darlington
ILN
RLNCLRV
io
Cd
D3
D2
D4
D1
is
Vs
U1 U2U3
109 Ing. Edwin Nieto Ríos
Para n = 2:
√
√
√
}
√
√