electronicainvertetutiempo elvis chacon: que es un amplificador bjt y unas formulas

Que es un amplificador

El amplificador es un circuito que recibe una señal eléctrica y entrega una señal de mayor amplitud, pueden ser amplificadores de voltaje o de corriente. La estructura es la siguiente:

Los circuitos de acoplamiento son

DIRECTO POR CONDENSADOR POR TRANSFORMADOR

El más usado es el acople por condensador, y lo que se busca es que el condensador se comporte como corto circuito a la frecuencia de trabajo esto significa en la práctica hacer:

X_c < (1/10)(Z_OA + Z_iB )

Donde:

Z_OA = Impedancia de salida del circuito A
Z_iB = Impedancia de entrada del circuito B

Para establecer una teoría sobre el comportamiento de un transistor amplificado con señal AC, se han realizado mediciones a cada transistor y se han establecido unas curvas estándares que se llaman las características de entrada y salida de transistor, a continuación hay un ejemplo de las curvas para la llamada configuración de emisor común.

Las curvas características han llevado a un modelo matemático del circuito de un transistor.

Los modelos indicados son para el modelo por r_e (resistencia dinámica de emisor), existe también el modelo por parámetros híbridos. Al modelo se analiza cuando esta conectado a las resistencias de polarización, los condensadores se consideran corto circuito y las fuentes DC se hacen cero por aplicación del principio de superposición.

El modelo de resistencia dinámica de emisor nos planteo que el diodo BE se comporta una resistencia r_e, que no es de valor fijo sino depende de la corriente que esté pasando por del diodo, en general se aproxima r_e por la siguiente relación: r_e = 26mv / I_E

I_E es la corriente de emisor calculada en la polarización DC del transistor.

CARACTERÍSTICAS DE UN AMPLIFICADOR

Todos los amplificadores electrónicos tienen cuatro características principales; que relacionan las variables presentes en los terminales del amplificador:

Vi, i_i: Voltaje y corriente de entrada

Vo,i_o: Voltaje y corriente de salida

Las características son:

Z_i = V_i / i_i :Impedancia de entrada, es una medida de cómo el amplificador carga el circuito que le entrega energía.
Z_o = V_o / i_o |_vi=0 : Impedancia de salida es una medida de que tan bueno es el amplificador como fuente de energía frente al circuito al cual entrega energía.
A_v = V_o /V_i :Ganancia de voltaje sin carga, es una medida de cuanto amplifica el voltaje Vi generando un voltaje Vo.
A_i = i_o /i_i :Ganancia de corriente sin carga, es una medida de la amplificación de la corriente.

Cuando se conocen estos valores se establece un circuito equivalente en el que el amplificador se comporta como una resistencia en los terminales de entrada y un circuito Thevenin o Norton a la salida.

Las fórmulas para calcular las características de los transistores como amplificadores para cada tipo de polarización se indican en la Tabla No. 2. La polarización más comúnmente usada es la de divisor de voltaje, la mayoría son usadas para amplificar voltaje excepto el seguidor emisor que no amplifica voltaje sino corriente (Av » 1), ésta es usada en lo que se llama etapas de salida donde se deben entregar altas corrientes a una carga sin que las amplitudes de voltaje se reduzcan apreciablemente por el consumidor, por ejemplo en sonido entregar la señal a los particulares, en el campo industrial se usan para variar la velocidad de motores DC de baja potencia.

para manejo de mayores potencias en el caso de querer trabajar un motor DC con inversión de giro se usan dos transistores uno PNP y uno NPN formando lo que se llama par complementario, ambos trabajan como seguidor emisor pero uno trabaja en el semiciclo positivo de señal y el otro en el semiciclo negativo.

EFECTO DE CARGA

Cuando a un amplificador se conecta un circuito que actúe como carga (Z_L) se produce una disminución o "caída" del voltaje de salida, el voltaje con carga (V_OL) es: V_OL = (Z_L·V_O) / (Z_L + Z_O) = A_V·V_i·( Z_L/ (Z_L+ Z_O))