AmplificadorAmplificadorAmplificadorDiferencialDiferencialDiferencialcon BJTcon BJTcon BJT
FCEIA FCEIA FCEIA --- UNRUNRUNRProf. María Isabel Schiavon
Electrónica I - Año 2004
BE2BE1 VV =⇒= 21 vv
2oI
== 21 CC ii21 CECE vv =
BE2BE1 VV ≠≠ 21 vv
oI=+
≠
21
21
CC
CC
iiii
21 QQ ≡0 = + + Ei Ci Bi
Rc Rc
Io
B1 B2Q1 Q2
VCC
iC1iC2
i B2iB1+v1_
+v 2_
++_vO1 _vO2
iE1 i E2E
-VCC
Rc Rc
Io
B1 B2Q1 Q2
V
-VCC
CC
i B2i B1
i E1 i E2
iC1iC2
+v =02 _
+v =01 _
+_vO1
+_
vO2
VE
Polarización21 QQ ≡ v1 = v2 = 0
BEE VVQ
−=
C2o
BECCCE2CE1 RIVVVVQQ
−+==
C2o
CCC RIVVQ
−=
C
CCo R
VI activa zona 2≤⇔
22OO
C2C1IIII
QQ≈
α==
N
β>>1
En zona activa:
TV>>BEv
0≤BCv
TVBEv
SC eIi ≈
TVBEv
F
SE e
αI
i −≈
−−−= 11 TT VV
BCBE v
I
v
SC eα
SIeIi
−−
−−= 11 TT VV
BCBE v
S
v
N
SE eIe
αI
i
Ebers y M
oll
análisis engran señal
S
C
S
CBE I
iIiv 1
1
11 lnln TT VV ≈=
S
C
S
CBE I
iIiv 2
2
22 lnln TT VV ≈=
TVid
CC
veii 21 = TV
id
CC
veii
−= 12
TVBEv
SC eIi ≈
2
1lnC
Cid i
i v TV=21 BEBEid - vvv =
21id - vvv =
( ) 0I=+−=+
2121
EEF
CC iiα
ii 21 CFC iαi −= 0I
12 CFC iαi −= 0I
TVid
CC
veii 21 =
TVid
CC
veii
−= 12
1
1 1
−−
+= TV
0Iidv
FC eαi
1
2 1
−
+= TV
0Iidv
FC eαi
αF I0
iC2 iC1
F I0α0,5
-3VT -VT 3VTVT
vid
1
2 1
−
+= TV
0Iidv
FC eαi
1
1 1
−−
+= TV
0Iidv
FC eαi
La tensión diferencial
produce las variaciones de las corrientes
de colector
T
04V
IFmQg α
=
CCC1CCCCC RRIVRV 111 ciiv CO ±−=−=
CCC2CCCCC RRIVRV 222 cCO iiv m−=−=
( ) CR= 2121 CCOOO ii-vvv −−=
La señal entre los colectoresresulta:
La señal entre los colectores queda
expresada en funciónde los elementos del
circuito y la señal diferencial de entrada
+
−α=
T
T
C0
Ve1
Ve1RIid
id
Fo v
v
v
F
oC2C1 2
III α
==
α
vod
-2VT -VT
2VTVT
F I 0 R C
−αF I 0 R C
vid
+
−α=
T
T
C0
Ve1
Ve1RIid
id
Fo v
v
v
TT V2V2- ≤≤ iDv
máxima tensión diferencial parafuncionamiento lineal: ±2VT
La salida tomada entre los colectores sólo depende de la tensión diferencial
Rc Rc
Io
B1 B2Q1 Q2
-VCC
VCC
iE1 iE2
iC1
id
iB1+v /2_
++_vO1 _
vO2
iC2
vE
+
iB2_
v /2id
21 BEBEid - vvv =Análisis de pequeña señal con excitación diferencial
el emisor se comporta como
masa virtual para señales a modo
diferencial
las variaciones de vCE se reflejan directamente en la
salida correspondiente
El potencial de emisor permanece constante
21 CC ii ∆−=∆
Las variaciones de vCE producidas por una señal vid son las mismas que se producirían en la salida de una configuración emisor
común sin resistencia de emisor excitado con una señal en su entrada equivalente a la mitad de la tensión diferencial
cmi
ov Rg
vvA −≈=
Se define la ganancia a modo diferencial simple
22cmvd
id
odvd
RgAv
vA S
S−===
gmv π ro R c
vi
++
_
vo
+
_
_
v π rπ
Q2 Entrada: -vid/2, Salida: vo2
Q1 Entrada vid/2, Salida: vo1
cmv
id RgAvvo1= −≈
22 idv
( )idvg cmR2v
id Avvo2 ≈−=2
Ganancia a modo diferencial simple
22cmvd
id
odvd
RgAv
vA SS
−===
Si vid = v1 – v2 idvdo vAv
SS =1
idvdo vAvSS
−=2
Desfasa 180º
En fase con vid
Rc Rc
Io, r
B1B2
Q1 Q2
-VCC
VCC
iE1 iE2
iC1iC2
+_vO1
+_
vO2
vE
iB2
+
_
vicB1+ i
_vic
F
Análisis con excitación a modo común
icvvv == 21
2121 2 CCF
eee ii
rvii ∆=∆===
vE sigue las variaciones de vic.
CEicE vvv ∆⇒−= BEVLas variaciones
de vE se reflejan en la resistencia de la fuente de
corriente
Fe
e rvi =
Las señales a modo común de ambas salidas están desfasadas 180o respecto a la señal de
entrada a modo común
icr
cRicvcoo vvAvv
FCC 2
21 −≈==
gmvπro Rc
rπ
vic
+
_
voc
+
_2rF
F
cvc
Fm
cmvc
ic
ocvc
rRA
rgRgA
vvA
2
21
−≈
+−≈
=
Rc Rc
Io
B1 B2Q1 Q2
VCC
iE1 i E2
C2iC1i
iB2+
v 2_
+ iB1v1_
++_vO1 _
vO2
VE
-VCC
Πid rz 2≈
21 vvvid −=
FΠic rβrz 2+≈
221 vvvic
+=
idcRm
icFrcR
o vgvv 222 +−≈
idcRm
icFrcR
o vgvv 221 −−≈
( )id-vdicvo vAvAvSC
+=2
idvdicvco vAvAvS
+=1Rc Rc
Io
B1 B2Q1 Q2
VCC
iE1 i E2
C2iC1i
iB2+
v 2_
+ iB1v1_
++_vO1 _
vO2
VE
-VCC
21 vvvid −=
221 vvvic
+=
Fmv
vd rgAA
C
S ≈=SFR
v 1
+
+
2 v o2 v
o1 v
diferencial amplificador
idic vvv 21
1 +=
idic vvv 21
2 −=
21id vvv −=
221 vvvic
+=
Tensióndiferencial
Tensión a modo común
circuito linealocvcidvdo vAvAv
S+=
1
ocvcidvdo vAvAvS
+−=2
vocvod21id vvv −=
221 vvvic
+=
v1
++
+
2 v os v
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
+
idvdoocvvAv sS
+= ( FRs)
circuito lineal
ocvcidvdo vAvAvSS +=
cv
dsv
AA
=FRs
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