tema 2 [modo de compatibilidad] - universidad nacional de ... · se desea que la señal de salida...
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CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE
AMPLIFICADORESTema 21
CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE AMPLIFICADORESTEMA 2
Objetivos:
Conocer los conceptos básicos sobre amplificadores:
Ganancia de tensión, ganancia de corriente, ganancia de
potencia.
Impedancias de entrada y de salida
Potencia de salida
Rendimiento
Notación en decibeles
Tipos de amplificadores:
Amplificadores de tensión
Amplificadores de corriente
Amplificadores de transresistencia
Amplificadores de transconductancia
Amplificadores en cascada
2
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE AMPLIFICADORESTEMA
El amplificador es uno de los bloques funcionales más
importantes y sencillos de los sistemas electrónicos
Son necesarios ya que los Transductores proporcionan señales
débiles.
Se desea que la señal de salida sea una réplica exacta de la de
entrada, pero con una magnitud mayor.
Se diferencia entre Amplificadores de gran señal y de pequeña
señal. Los de pequeña señal tiene valores de tensión de pocos
milivoltios.
Cualquier cambio en la onda de la señal de salida respecto de la
entrada, se considera una distorsión y resulta indeseable.
3
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
SalidaEntrada
AMPLIFICADORES TEMA 2
Si Av es constante � relación lineal entre vO(t) y vi(t)
4
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Tensión de
entrada
Tensión de
salida
AMPLIFICADORES TEMA 2
Si AV ≠ constante � relación NO lineal entre vO(t) y vi(t)
� amplificador tiene distorsión no lineal
5
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Señal de salida
Señal de entrada
AMPLIFICADORES TEMA 2
6
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Espectro de la señal de Entrada
Espectro de la señal de salida
Representación en el dominio de la frecuencia
AMPLIFICADORES TEMA 2
SalidaEntrada
•Red unidireccional de
dos puertos.
GANANCIA DE TENSIÓN
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EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
o
v
s
vA
v
AMPLIFICADORES TEMA 2
vo
vi
o
v
s
vA
v Curva transferencia
8
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
o
i
s
iA
i
GANANCIA DE CORRIENTE
GANANCIA DE TENSIÓN
AMPLIFICADORES TEMA 2
9
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
IMPEDANCIA DE ENTRADA IMPEDANCIA DE SALIDA
.o oo
p V I
i s s
v iPA A A
P v i
GANACIA DE POTENCIA
S
IN
s
vZ
i
o vacio
out
o CC
vZ
i
NOTACION DE DECIBELES TEMA 2
Ganancia de potencia en decibeles= 10 log |AP| dB
Ganancia de corriente en decibeles= 20 log |Ai| dB
Ganancia de tensión en decibeles= 20 log |Av| dB
• Las expresiones en decibelios (dB), son comparaciones
logarítmicas (en base 10) entre magnitudes del mismo tipo,
� son adimensionales.
•El comportamiento del oído humano esta mas cerca de una
función logarítmica que de una lineal, ya que no percibe la misma
variación de nivel en las diferentes escalas de nivel, ni en las
diferentes bandas de frecuencias. 10
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
RENDIMIENTO TEMA 2
icc1
RL v
o(t)v
i (t)
vcc1
vcc2
icc 2
v+
v-
1 1 2 2. .CC CC CC CC CCP I V I V
CC I dis LP P P P
1 0 0L
C C
Px
P
La potencia necesaria por los circuitos internos de los amplificadores los
proporciona una fuente de alimentación.
La potencia total proporcionada al amplif.es la suma de las
potencias suministradas por cada nivel de tensión.
La fuente de alimentación debe proporcionar las siguientes
potencias:
La potencia de salida menos la potencia de entrada desde la
fuente de señal,
y las pérdidas de potencia.
11
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
12
RENDIMIENTO TEMA 2
CC I dis LP P P P
1 1 2 2. .CC CC CC CC CCP I V I V
SATURACION TEMA 2
vo
vi
Señal de entrada
Señal de salida
vCC1
vCC2
1CC
v
V
A2CC
v
V
A
2 1C C C C
i
V V
V Vv
A A
13
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
GANANCIA EN FUNCIÓN DE LA FRECUENCIA TEMA 2
Av
f
Avo
0,707.Avo
fH
fL
AB
H LAB f f 14
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Amplificador de Transconductancia
Ri
vi
-
+
-
Gm.v
i
+
vo
+
-
Ro
ioi
i
/o
m
i
iG A V
v
TIPOS DE AMPLIFICADORES TEMA 2
Ni toda la tensión de la fuente de señal se aplica a la entrada del
amplificador debido a Rs, ni toda la tensión producida por la fuente
controlada aparece en bornes de la carga, debido a Ro.
Amplificador de tensión- Av
/o
V
i
vA V V
v
R ivi
-
+
-
Av.vi
+
vo
+
-
Roiiio
15
EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Amplificador de corriente – Ai
Ri
vi
-
+
-
Ai.i
i
+
vo
+
-
Ro
ii
io
/o
i
i
iA A A
i
Amplificador de Transresistencia
Ri
vi
-
+- R
m.i
i
+
vo
+
-
Roi
iio
/o
m
i
vR V A
i
Amplificador ideal de tensión: Ri= ∞ y Ro = 0
Si Ri >> Rs y Ro << RL ⇒ A'v ≈ A ≈ Av0
AMPLIFICADORES IDEALES TEMA 2
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EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
´ .
L
o L
v vo
i o
o i o
v
S S i
v RA A
v R R
v v vA
v v v
´ .
i L
i L
v vo
S o
R RA A
R R R R
Amplificador ideal de corriente : Ri= 0 y Ro = ∞
Si Ri << rs y Ro >> RL⇒ A' ≈ Al ≈ Al0
AMPLIFICADORES IDEALES TEMA 2
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EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Rivi
+
-Aio.ii
+
voRo
Amplificador
+
- -
´ .
L
o Li io
i o
o i oi
S S i
i RA A
i R R
i i iA
i i i
´ .
L
S L
i io
i S o
r RA A
R r R R
ii
rSIS
Exitación
io
RL
Carga
Amplificador ideal de transconductancia: Ri= ∞ y Ro = ∞
Si Ri >>rs y Ro >>RL ⇒G'm ≈ Gm ≈Gm0
AMPLIFICADORES IDEALES TEMA 2
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EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Rivi
-
+
-Gm.vi
+
vo
+
-
Ro
ii iorS
RL
Amplificador Carga
VS
Exitación
´ .
L
o o
m mo
i o
o o i
m
S i S
i RG G
v R R
i i vG
v v v
´ .
i L
i o
m mo
S o
R RG G
R r R R
Amplificador ideal de transresistencia: Ri= 0 y Ro = 0.
Si Ri << rs y Ro << Zm ⇒ Z'm ≈Zm ≈Zm0
En la práctica, los amplificadores no presentan impedancias nulas ni
infinitas. Sin embargo, a veces es posible clasificar los amplificadores reales
como amplificadores aproximadamente ideales.
AMPLIFICADORES IDEALES TEMA 2
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EL
EC
TR
ON
ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
Rivi
-
Zm.ii
+
vo
+
-
Roii io
RS RL
Amplificador Carga
IS +-
Exitación
´ .
L
o L
m mo
i o
o o i
m
S i S
v RZ Z
i R R
v v vZ
i v i
´ .
i L
S L
m mo
S o
R RZ Z
R R R R
Amplificador construido a partir de una serie de
amplificadores, donde cada amplificador envía su salida
a la entrada del amplificador siguiente de la cadena.
o La conexión en cascada proporciona una multiplicación
de la ganancia de cada una de las etapas , logrando así
una ganancia total grande.
AMPLIFICADORES EN CASCADA TEMA 2
1 2 3
1 2 3
1 2 3
3
1 2 3
1
. .
o o o
V V V
i i i
o
V V V V
i
v v vA A A
v v v
vA A A A
v
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EC
TR
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ICA
I-FA
CE
T-
UN
T
BIBLIOGRAFÍA TEMA 2
Rashid, Muhammad; “Circuitos Microelectrónicos.
Análisis y diseño” Thomson Learnig.
Hambley, Alan R:”Electrónica”, 2° edición, Prentice
Hall.
Sedra, Adel S. y Smith Kenneth C.; “Circuitos
Microelectrónicos”; 5ª Edición; Mc Graw Hill
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