Circuito de amplificador de emisor común

Circuito de amplificador de emisor común:

Considere el circuito del amplificador del emisor común que se muestra en la figura 6-17. Cuando los condensadores se consideran cortocircuitos de CA, se ve que los terminales de entrada del circuito son la base del transistor y el emisor, y los terminales de salida son el colector y el emisor.

Por lo tanto, el terminal del emisor es común tanto a la entrada como a la salida, y la configuración del circuito se denomina emisor común (CE).

Circuito de amplificador de emisor común

Las formas de onda de corriente y voltaje para el circuito CE en la figura 6-17 se ilustran en la figura 6-18. Se ve que hay un cambio de fase de 180 ° entre las formas de onda de entrada y salida. Esto puede entenderse considerando el efecto de una señal de entrada positiva.

Cuando υS aumenta en una dirección positiva, aumenta el voltaje del emisor base del transistor (VBE). El aumento en VBE aumenta el nivel de IC, aumentando así la caída de voltaje a través de RC, y reduciendo así el nivel del voltaje del colector (VC).

El nivel cambiante de VC está acoplado al condensador a la salida del circuito para producir el voltaje de salida de CA (υO). A medida que aumenta en una dirección positiva, υO va en una dirección negativa, como se ilustra.

Del mismo modo, cuando υS cambia en una dirección negativa, la disminución resultante en VBE reduce el nivel de IC, reduciendo así VRC y produciendo una salida positiva.

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El circuito en la Fig. 6-17 tiene una impedancia de entrada (Zi) y una impedancia de salida (ZO). Estos pueden causar la división de voltaje de los voltajes de entrada y salida del circuito, como se ilustra en la figura 6-19. Entonces, para la mayoría de los circuitos de transistores, Zi y Zo son parámetros importantes.

La amplificación de voltaje del circuito (Aυ), o ganancia de voltaje, depende de los parámetros del transistor y de las resistencias RC y RL.

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Circuito equivalente de parámetro H:

El primer paso en el análisis de CA de un circuito transistor es dibujar el circuito equivalente de CA, sustituyendo cortocircuitos en lugar de la fuente de alimentación y condensadores. Cuando esto se hace para el circuito en la Fig. 6-17, proporciona el circuito equivalente de CA que se muestra en la Fig. 6-20 (a).

El circuito H-Parameter ahora se dibuja simplemente reemplazando el transistor en el circuito equivalente de CA con su modelo H-Parameter. Esto proporciona el circuito equivalente CE H-Parameter en la Fig. 6-20 (b). Tenga en cuenta que el generador de voltaje de retroalimentación (HREυC) se omite en la figura 6-20 (b). Como se discutió, el efecto de HREυC en un circuito CE no es importante para la mayoría de los fines prácticos.

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Las direcciones de corriente y las polaridades de voltaje en la Fig. 6-20 (b) son las que ocurren cuando el nivel instantáneo del voltaje de entrada se mueve en una dirección positiva.

Impedancia de entrada:

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La sección de entrada del circuito de parámetro H en la Fig. 6-20 (b) reproducida en la Fig. 6-21 muestra que la impedancia de entrada en los terminales del transistor es,

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Un valor típico de HIE para un transistor de baja corriente es de 1.5 kΩ. Si no se sabe HIE, se puede estimar calculando primero R′E de la ecuación. 6-2 o Eq. 6-3, según corresponda. Entonces r′e = hib, y hie = (1 + hfe) hib.

ZB es la impedancia de entrada en el terminal base del dispositivo. En los terminales de entrada del circuito, las resistencias R1 y R2 se consideran paralela a ZB. Entonces, la impedancia de entrada de circuito es,

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Impedancia de salida:

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Al observar la salida del circuito de parámetro Ce H reproducido en la Fig. 6-22, la impedancia de salida en el recolector de transistores es,

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En los terminales de salida del circuito, la resistencia RC está en paralelo con ZC. Entonces, la impedancia de salida del circuito es,

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Debido a que 1/HOE es típicamente 50 kΩ y RC suele ser mucho menos de 50 kΩ, la impedancia de salida del circuito es aproximadamente igual a RC. Usando esta información, es posible indicar la impedancia de salida de un circuito CE simplemente leyendo la resistencia de RC.

Ganancia de voltaje:

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La ganancia de voltaje del circuito viene dada por la ecuación,

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La figura 6-23 (a) y (b) reproducida a partir de la figura 6-20 muestra que,

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IC/LB se puede reemplazar con HFE. Además, porque 1/ HOE se puede omitir de la ecuación porque generalmente es mucho más grande que RC || RL.

La ecuación de ganancia de voltaje de uso normalmente usado ahora se convierte en

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El signo menos en la ecuación. 6-15 indica que υO está a 180 ° fuera de fase con υi. (Cuando υi aumenta, υO disminuye y viceversa). Conocer los parámetros H apropiados, así como RC y RL, la ganancia de voltaje de un circuito CE se puede estimar rápidamente. Usando valores de RC = 4.7 kΩ. HfE = 70, HIE = 1.5 kΩ, y suponiendo que RL≫RC, una ganancia típica de voltaje CE es -220.

Sustituyendo de la Tabla 6-1, la ecuación de ganancia de voltaje CE se puede reescribir como, Circuito de amplificador de emisor común

HIB se puede determinar aproximadamente como r’e desde el nivel de corriente del emisor. Entonces, la ecuación. 6-16 puede ser útil en los casos en que los parámetros del dispositivo no se conocen.

Ganancia actual:

La ganancia actual del transistor es,

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Esta es la ganancia de corriente del dispositivo, no la ganancia de corriente del circuito. El examen del circuito en la Fig. 6-20 muestra que la corriente de señal (IS) se divide entre HIE y las resistencias de polarización [RB = (RC || RL)].

Además, que la corriente de salida del colector de transistores (IC) se divide entre RC y RL. Se puede demostrar que la ganancia de corriente general del circuito es,

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En prácticamente todas las aplicaciones prácticas, la ganancia actual de un circuito de amplificador emisor común normalmente no es una cantidad importante.

Ganancia de potencia:

Se puede demostrar que la ganancia de potencia de un amplificador es,

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Al igual que la ganancia de corriente, la ganancia de potencia de un circuito de amplificador emisor común es en gran medida poco importante para aplicaciones prácticas.

Resumen del rendimiento típico del circuito CE:

Circuito de amplificador de emisor común

El circuito de amplificador emisor común tiene una buena ganancia de voltaje, con desplazamiento de fase de 180 °, impedancia de entrada media e impedancia de salida relativamente alta. Como amplificador de voltaje, el circuito CE es, con mucho, el más utilizado de las tres configuraciones básicas de circuito.