circuitos electronicos i (c)

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MODELAJE DE TRANSISTORES BIPOLARES

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Page 1: Circuitos Electronicos i (c)

MODELAJE DE TRANSISTORES

BIPOLARES

Page 2: Circuitos Electronicos i (c)

INTRODUCCIÓN

El transistor puede emplearse como un dispositivo de amplificación, es decir, que la señal senoidal de salida es mayor que la señal de entrada,o en otras palabras: la potencia de ac de salida es mayor que la potencia de ac de entrada.¿Cómo es posible que la potencia de salida de ac sea mayor que la potencia de entrada de ac? Existe un “intercambio” de potencia de dc al dominio de ac que permite establecer una potencia mayor de ac de salida.

Ƞ = Po(ac)/Pi(dc),

donde Po(ac): potencia de ac en la carga Pi(dc): potencia de dc suministrada.

Page 3: Circuitos Electronicos i (c)

AMPLIFICACION EN EL DOMINIO AC

Page 4: Circuitos Electronicos i (c)

MODELAJE DE TRANSISTORES BJT

ANÁLISIS EN DCLos capacitores se comportan como un circuito abierto.

ANÁLISIS EN ACLos capacitores se comportan como un corto circuito.

Page 5: Circuitos Electronicos i (c)

MODELO EQUIVALENTE DE AC

ANÁLISIS EN AC1. Haciendo todas las fuentes de dc cero y remplazándolas por un corto

circuito equivalente.2. Remplazando todos los capacitores por un corto circuito equivalente.3. Eliminando todos los elementos en paralelo con un elemento de desvío

mediante los equivalentes de corto circuito cerrado presentados en los pasos 1 y 2.

4. Redibujando la red de una forma más lógica y conveniente.

Page 6: Circuitos Electronicos i (c)

PARAMETROS Zi, Zo, Av y Ai

Page 7: Circuitos Electronicos i (c)

MODELOS EQUIVALENTES DE LOS TRANSISTORES

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

Los amplificadores a BJT son conocidos como dispositivos controlados por corriente.El modelo re utiliza un diodo y una fuente de corriente controlada para emular el comportamiento de un transistor en la región de interés.

Page 8: Circuitos Electronicos i (c)

MODELOS EQUIVALENTES DE LOS TRANSISTORES

EL MODELO HIBRIDO DEL TRANSISTOR

Page 9: Circuitos Electronicos i (c)

MODELOS EQUIVALENTES DE LOS TRANSISTORES

EQUIVALENCIA ENTRE MODELOS

hie = βre hfe = β

Page 10: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓNFIJA CON EMISOR COMÚN

ANÁLISIS EN DC ANÁLISIS EN AC

Page 11: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓNFIJA CON EMISOR COMÚN

ANÁLISIS EN DC ANÁLISIS EN AC

Page 12: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓNFIJA CON EMISOR COMÚN

Page 13: Circuitos Electronicos i (c)

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓNFIJA CON EMISOR COMÚN

Page 14: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y ademas:

(a) Determine re.(b) Encuentre Zi (con ro =∞ ).(c) Calcule Zo (con ro =∞ ).(d) Determine Av (con ro =∞ ).(e) Encuentre Ai (con ro =∞ ).(f) Repita los incisos (c) al (e), incorpore en todos los cálculos ro = 50 kΩ

Page 15: Circuitos Electronicos i (c)

Solución:

Ib = Vcc – VbeRb

Ie = (β+1)Ib

re =26mvIe

Análisis en DC

Page 16: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y ademas:

(a) Determine Zi y Zo.(b) Calcule Av y Ai.(c) Repita el inciso (a) con ro = 20kΩ(d) Repita el inciso (b) con ro = 20kΩ

Page 17: Circuitos Electronicos i (c)

Solución:

Page 18: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓN POR DIVISOR DE VOLTAJE

Page 19: Circuitos Electronicos i (c)

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓN POR DIVISOR DE VOLTAJE

Page 20: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y además:

(a) Determine Zi y Zo.(b) Calcule Av y Ai.(c) Repita el inciso (a) con ro = 50kΩ(d) Repita el inciso (b) con ro = 50kΩ

Page 21: Circuitos Electronicos i (c)

Solución:

Analizando la polarización en DC

Page 22: Circuitos Electronicos i (c)
Page 23: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓNEN EMISOR PARA EMISOR COMUN (SIN DESVIO)

Page 24: Circuitos Electronicos i (c)

CONFIGURACIÓN DE POLARIZACIÓNEN EMISOR PARA EMISOR COMUN

Page 25: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y además:

(a) Determine re

(b) Determine Zi y Zo.(c) Calcule Av y Ai

Page 26: Circuitos Electronicos i (c)

Solución:

Page 27: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal (con desvío) y

además:(a) Determine re

(b) Determine Zi y Zo.(c) Calcule Av y Ai

Page 28: Circuitos Electronicos i (c)

Solución:

Page 29: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE EMISOR-SEGUIDOR (colector común )

Page 30: Circuitos Electronicos i (c)

CONFIGURACIÓN DE EMISOR-SEGUIDOR

Page 31: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y además:

(a) Determine re

(b) Determine Zi y Zo.(c) Calcule Av y Ai

Page 32: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE RETROALIMENTACIÓN EN COLECTOR

Page 33: Circuitos Electronicos i (c)

CONFIGURACIÓN DE RETROALIMENTACIÓN EN COLECTOR

Page 34: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y además:

(a) Determine re

(b) Determine Zi y Zo.(c) Calcule Av y Ai

Page 35: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE RETROALIMENTACIÓNDE DC EN COLECTOR

Page 36: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN DE RETROALIMENTACIÓNDE DC EN COLECTOR

Page 37: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y además:

(a) Determine re

(b) Determine Zi y Zo.(c) Calcule Av y Ai

Page 38: Circuitos Electronicos i (c)

Solución :

Análisis DC

Page 39: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CONFIGURACIÓN BASE COMUN

Page 40: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

CASO EMISOR Y COLECTOR COMUN

Page 41: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

ANALISIS EN BAJA SEÑAL PARA BASE COMUN

Page 42: Circuitos Electronicos i (c)

EL MODELO re DEL TRANSISTOR

ANALISIS EN BAJA SEÑAL PARA BASE COMUN

Page 43: Circuitos Electronicos i (c)

Problema: Del circuito mostrado grafique el modelo en baja señal y además:

(a) Determine re

(b) Determine Zi y Zo.(c) Calcule Av y Ai

Page 44: Circuitos Electronicos i (c)

SOL:

ANALISIS DC:

VB= R2*VCC/(R1+R2)= 1.76V

• βRE >> R2

IE=(VB – 0.7)/RE= 1.06mA

re= 26mV/IE = 26mV/1.06mA

RE= 24.52 Ω

ANALISIS AC:Zi = RE // re = 23.93Ω

Zo = Rc = 2.2KΩ

= 2.2KΩ =91.9323.93

= -1

Page 45: Circuitos Electronicos i (c)

CIRCUITO EQUIVALENTE HIBRIDO APROXIMADO

hie = βre hfe = β hoe = 1/ro

Page 46: Circuitos Electronicos i (c)

CIRCUITO EQUIVALENTE HIBRIDO APROXIMADO

hfb = α hib = re hob = 1/ro

Page 47: Circuitos Electronicos i (c)

Fin