Cómo analizar una amplificador.

El análisis de un amplificador es complejo, ya que requiere de analizar dos circuitos: uno circulado por corriente continua y otro por corriente alterna. En el calculo de los amplificadores lo primero es calcular el circuito con la componente continua y después, realizar el calculo con la componente alterna.

En el análisis de continua, podremos calcular tensiones y corrientes continuas, para lo que abriremos mentalmente los condensadores. El circuito equivalente es un circuito en T o π.

modelos equivalentes para señal

Con el circuito equivalente para continua podemos calcular las corrientes y tensiones que necesita el transistor. En la detección de averías es necesario aproximar respuestas. La corriente más importante en el análisis de continua es la corriente de emisor. Esta es necesaria para calcular la r'e para el análisis para señal.

Efecto en alterna para una fuente de tensión continua.

En el siguiente circuito, ¿cuál es la corriente alterna?

circuito con dos fuentes

Pues para la fuente de señal, la fuente de continua es un cortocircuito, es decir no le afecta a su caída de tensión en la resistencia.

La corriente alterna no es afectada por la continua.

Por lo que conscierne a la corriente alterna, la fuente de tensiópn continua actúa como un cortocircuito como se muestra en la imagen anterior. ¿Por qué? Porque una fuente de tensión continua tiene una tensión constante a través de ella. Por ese motivo cualquier corriente alterna que fluya a través de ella no puede producir una tensión alterna en sus bornes. Como no puede existir la tensión alterna dentro de la fuente continua, la fuente de tensión continua es como un cortocircuito para la señal, es decir no le afectará el paso de la señal.

Por dicho motivo, una vez calculado los valores en continua, pondremos en corto todas las fuentes de continua para calcular los valores de señal.

Circuito equivalente de señal.
Después de analizar el circuito equivalente en continua, el siguiente paso consiste en analizar el circuito equivalente de señal. Este es el circuito que queda después de cortocircuitarse todas las fuentes de tensión (mentalmente) y todos los condensadores.

El transistor se puede sustituir en este momento por el modelo π o el modelo T.

Amplificador polarización de base.

En el curso de electrónica para novatos, en la clase 14 vimos los amplificadores de manera rápida. El primer amplificador estudiado era el amplificador de mircrófono de carbón cuya configuración era en emisor común. Al hablar frente a él se establecía una resistencia eléctrica que se aplicaba a la base. Y en función de dicha resistencia, se variaba la corriente de emisor y se obtenía la variación de tensión en el altavoz. El sistema era un poco tosco y poco eficaz en dicha configuración ya que las variaciones de resistencias del altavoz se aplican directamente a la base sin resistencia de base que limite la corriente por el micrófono y lo acabe destruyendo.

Pero el circuito nos sirve para el calculo en este punto de un amplificador con polarización de base, ya que una señal inyectada a la base es la que genera una variación de la corriente de emisor.

Polarizaciópn de base

Para el calculo de este circuito amplificador deberás de abrir mentalmente los condensadores y analizar el circuito equivalente para continua. Después empieza con el análisis en alterna cortocircuitamos todos los condensadores y fuentes de tensión. Podemos aplicar los modelos al circuito como se muestra a continuación:

Modelos equivalentes del polarizador de base

El circuito equivalente es un circuito en π. En el circuito de base la tensión alterna de entrada aparece a través de RB en paralelo con la resistencia de entrada al diodo emisor βr'e. El circuito de colector, la fuente de corriente bombea una corriente alterna ic a través de RC en paralelo con RL.

Amplificador por divisor de tensión.

Sin duda la polarización de base en un amplificador emisor común no es la mejor configuración para un amplificador ya que la variacion del punto Q esta supeditada al dispositivo transistor y cualquier cambio de dispositivo afectará a la ganancia final, sin contar que el calor afecta también significativamente al resultado. Por eso se evolucionó al polarizador de tensión.

El amplificador con polarización de tensión es una evolución del anterior ya que la base estaba más estabilizada en cuanto respecta a la corriente de emisor, ya que se utilizaba ahora un divisor de tensión en la base para proporcionar la intensidad de emisor.

Modelo equivalente para amplificador por divisor de tensión

En este modelo para señal, los condensadores han sido cortocircuitados y la fuente de tension continua se ha convertido en una masa para la señal. En el circuito de base, la tensión de la señal se aplica directamente a la resistencia R1 en parelelo con R2 y βr'e. En el circuito del colector una fuente de corriente bombea la corriente alterna a través del conjunto paralelo RC||RL.

Amplificador polarización de emisor con dos fuentes.

Esta variación del emisor de polarizacion de base surgió para subsanar los fallos que tenía el circuito de polarización de base visto anteriormente. Al incluir una fuente simétrica se estabilizaba la variación de la ganancia a cambios de temperatura.

_Polarización de emisor con dos fuentes

Como puedes ver su circuito equivalente de señal es el mismo que el circuito de polarización de base en emisor común. De nuevo los condensadores se han cortocircuitados y y las fuentes de tensión se han convertidos en masas para la señal.

A pesar de que tengan dos fuentes de tensión, el circuito de continua se calcula casi igual que en el primer circuito. Y el circuito de alterna exactamente igual que el polarización de base.

Amplificación en emisor común.

Todos los circuitos vistos hasta ahora eran en emisor común. Sabes que existen otras configuraciones como son la base común o el colector común que se usan para otros menesteres, aparte tambien, para amplificación.

Requisitos necesarios.
Lo visto hasta ahora de utilizar los modelos para señal se puede aplicar al amplificador de emisor común, por lo que después de calcular las tensiones y corrientes continuas se analizará el modelo equivalente para señal. Sigue estos pasos a modo de resumen:

● Cortocircuitar los condensadores de acoplo y desacoplo.
● Imaginar todas las fuentes de tensión continuas como masas para señal.
● Sustituir el transistor por su modelo de T o π
● Dibujar el circuito equivalente para señal.

En proximas clases veremos en más detalle las configuraciones, y cálculos a realizar sobre un amplificador.