Ganancia de voltaje de amplificadores de emisor comunes con retroalimentación negativa

  

Hice este circuito en LTspice, y noté que el voltaje de CC en   La base y el colector son los mismos, pero asumí que sería   0.7 V más alto en el colector debido a la caída de voltaje en un diodo

Tendemos a decir que un diodo cae alrededor de 0.7 voltios, pero esto es un poco simplista. Por ejemplo, si observa un diodo de señal típico como el 1N4148, tiene una característica de avance como esta: -

Comopuedever,soloestácayendoalrededorde0.5voltioscon100uAdecorrientedirecta.Sihaampliado/extrapoladomanualmenteelgráficodeestamanera:-

Ahorapuedeestimarquécorrientesenecesitaparabajar0,1voltios;meparecequeesalrededorde60nA.Entonces,cuandousteddijoqueelcolectorylabaseestabanenelmismovoltaje,¿quizásquisodecirquehubounvolumensignificativamentemenora0.7voltiosymáscomo0.1voltioso0.2voltios?

Sifuerade0,2voltios,habríaunacorrientedebasedeaproximadamente300nA(debidoalcondensadordebloqueo)yesto(opodríaopodría)darcomoresultadounacorrientedecolectorde20uAa500uA(dependientedeBeta).Sisuresistenciadecolectortieneunvalorbastantealto,entoncesesacorrientepuedecausarunacaídasignificativadevoltiosatravésdeellaylatensióndecolectorresultanteseráde0.1a0.2voltiosmásaltaquelatensióndebase.

Sivio0voltiosentrelabaseyelcolector,entoncesestáhaciendoalgomal.

  

cómosecalculaexactamentelagananciadevoltaje

Escomounamplificadoroperacionalinvertido(-Rf/Rin).RfeslaresistenciadesdeelcolectorhastalabaseyRineslaresistencia/impedanciadesufuentedeseñal.NoestanprecisocomounamplificadoroperacionalenDCporquelagananciadebucleabiertodeunamplificadoroperacionalenDCgeneralmenteesdeaproximadamente100,000yelBJTpodríatenersolo50,peroeslosuficientementecercacomoparahacerunaestimación.Máscorrienteatravésdelcolectorsignifica,porlogeneral,unamayorgananciadevoltajede"bucle abierto".

  

El de la izquierda tiene un diodo en lugar de la resistencia y hasta   Entiendo que esto no es un comentario negativo.

Es una retroalimentación negativa pero no una retroalimentación negativa lineal.

  

De alguna manera no puedo encontrar nada sobre cómo calcular la ganancia de voltaje de esta configuración

Suponiendo que está trabajando en la banda de paso, puede aproximar los capacitores mediante cortocircuitos en CA. Puede calcular la ganancia utilizando el siguiente modelo de pequeña señal:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Utilicé el Teorema de elementos adicionales (EET) para calcular la ganancia aquí, pero también podrías usar la ecuación KCL en el nodo de salida.

$$ H_ {g_m \ to 0} = \ frac {R_c} {R_f + R_c} $$ $$ g_n = - \ frac {1} {R_f} $$ $$ g_d = \ infty $$

$$ \ begin {align} H & = H_ {g_m \ to 0} \ frac {1 + \ frac {g_m} {g_n}} {1 + \ frac {g_m} {g_d}} \\ & = \ frac {R_c} {R_f + R_c} (1 - g_mR_f) \ end {align} $$

Si la fuente de entrada tiene una resistencia de salida significativa, considere el uso de la aproximación indicada por Andy. Si realmente necesita la expresión completa, puede usar el EET nuevamente para encontrar

$$ H = H_ {R_s \ to 0} \ frac {1 + \ frac {R_s} {R_n}} {1 + \ frac {R_s} {R_d}} $$

Donde \ $ H_ {R_s \ to 0} \ $ es solo la ganancia que encontramos anteriormente. \ $ R_n = \ infty \ $ y

$$ R_d = r_ \ pi || \ frac {R_f} {1 - H_ {R_s \ a 0}} $$

o

$$ H = H_ {R_s \ to 0} \ frac {1} {1 + \ frac {R_s} {r_ \ pi || (R_f / (1-H_ {R_s \ to 0}))}} $$

O simplemente resuelva las ecuaciones de KCL nuevamente para el modelo de señal pequeña equivalente que incluya una resistencia en serie.