• Author / Uploaded
• anon_173581114

• Categories
• Transistor
• Impedancia eléctrica
• Electricidad
• Electrónica
• Ingenieria Eléctrica

Citation preview

Análisis de amplificador multietapa con acoplamiento directo y cascode Sebastián Carrillo 29 de Mayo de 2018 Trabajo preparatorio 1.- Describir las principales características y aplicaciones del amplificador en configuración Cascode Se construyen a partir de 2 transistores, uno que funciona como emisor común y otro que funciona como base común. Esta configuración mejora el aislamiento de entrada-salida ya que no hay acoplamiento directo de la salida a la entrada. Esto elimina el efecto Miller y por ende contribuye a un ancho de banda micho mayor. Otras características importantes son:    

Presenta ganancia de voltaje y corriente Mejora el ancho de banda Favorece la estabilidad de banda a banda. Puede trabajar a altas frecuencias.

Algunas de sus aplicaciones más importantes se han dado en el área de la tecnología MOSFET, cascoding puede utilizar espejos de corriente para aumentar la impedancia de salida de la fuente de corriente de salida. Una versión modificada del cascode también puede utilizarse como un modulador, en particular para la modulación de amplitud. El dispositivo superior suministra la señal de audio y el inferior es el dispositivo amplificador RF.

2.- Especificar las principales consideraciones de diseño de un amplificador multietapa en configuración cascode con impedancia de entrada (recorte de señal, estabilidad térmica, superposición de señales, etc.). Para realizar este diseño con condición de impedancia de entrada es necesario conocer la expresión general de este circuito para obtener la impedancia de entrada requerida en el mismo. Una vez calculada la impedancia de entrada se calcula la resistencia de colector RC a necesidad de la impedancia requerida. La metodología de diseño es muy similar a la vista en un emisor común, pues su expresión de ganancia es idéntica. La única variación existe es la condición que se le debe atribuir a las corrientes para realizar el diseño. Pues la resistencia de base del emisor común conectada a tierra deberá ser igual a la suma de la corriente de base de este transistor más la corriente que circulará por la otra resistencia de base. 𝑖3 = 𝑖𝑏1 + 𝑖2 Otra condición necesaria es que la corriente de base del transistor 1 no conectada a tierra (R2) debe ser mucho mayor que la corriente de base del transistor 2.

𝑖2 ≫ 𝑖𝑏2 Hecho esto se debe encontrar los voltajes en cada resistencia y despejar los valores requeridos de las mismas, al igual que los diseños en configuraciones antes revisadas.

3.- Especificar las principales consideraciones de diseño de un amplificador multietapa (EC-EC) con acoplamiento directo (recorte de señal, estabilidad térmica, superposición de señales, etc.), señalar las principales semejanzas y diferencias con un amplificador (EC-EC) con acoplamiento capacitivo. Recorte de la señal: Para evitar este inconveniente se debe cumplir que 𝑉𝐸 ≥ 𝑉𝑖𝑛𝑝 + 1𝑉 Para ambas etapas, también que: 𝑉𝐶 ≥ 𝑉𝑜𝑝 Estabilidad térmica: Se debe cumplir que: 𝑟𝑒 ≪ 𝑅𝐸 Donde re es la resistencia dinámica del transistor y RE es la resistencia para establecer estabilidad térmica en el transistor. Superposición de señales: El voltaje colector emisor debe ser mayor a la suma del voltaje de entrada pico más el voltaje de salida pico más un voltaje de trabajo en región activa. 𝑉𝐶𝐸 ≥ 𝑉𝑖𝑛𝑝 + 𝑉𝑜𝑝 + 2𝑉 En acoplamiento directo, la señal de entrada en la segunda etapa presenta un offset, que será responsable de fijar un voltaje de base en la segunda etapa. La ventaja de esta configuración es que se requiere solamente una fuente de polarización y se requieren menos elementos para su diseño, traduciéndose en menor costo de elaboración, pero el diseño resulta más complejo al tener más restricciones.

4.- Diseñar un amplificador en configuración Cascode que cumpla con las siguientes condiciones. Ver anexo #1. 5.- Diseñar un amplificador multietapa (EC-EC) con acoplamiento directo que cumpla con las siguientes condiciones. Ver anexo #2.

6.- Realizar la simulación de los circuitos diseñados, presentar las formas de onda de entrada, salida, y las formas de onda en todos los terminales del TBJ.

Figura 1: Amplificador Cascode

Figura 2: Formas de onda de entrada y salida amplificador cascode

Figura 3: Formas de onda de entrada y salida amplificador cascode (primera etapa).

Figura 3: Circuito en cascada, acoplamiento directo EC-EC.

Figura 4: Formas de onda de salida circuito en cascada EC-EC.

7.- Presentar una tabla con las mediciones de valores en DC del circuito diseñado para poder compararlos durante el desarrollo de la práctica.

VB VE VC VCE VRC IB IE

Tabla 1 Voltajes y corrientes de polarización circuito cascode Primera etapa Segunda etapa 1.98V 4.26V 1.25V 3.54V 3.54V 9.35V 2.28V 5.82V 8.65V 57uA 54.2uA 9.34mA 9.26mA

Tabla 2 Voltajes y corrientes de polarización circuito en cascada EC-EC Primera etapa Segunda etapa VB 3.87V 6.34V VE 3.15V 5.57V VC 6.34V 5.7V

VCE VRC IB IE

3.2V 24.7V 61.3uA 10.2mA

Bibliografía 1. Cátedra de circuitos electrónicos - Diana Navarro.

0.13V 25.3V 1.09mA 26.4mA