¿Por qué tenemos el capacitor de bypass paralelo a R (E) en este circuito amplificador? Dicen que es pasar por alto la resistencia RE para las señales de CA, pero entonces, ¿por qué se requiere pasar la R (E)
¿Dicen que es para evitar la retroalimentación negativa de la resistencia pero no entiendo el concepto de retroalimentación negativa en este caso? ¿Qué es la retroalimentación negativa y por qué deshacerse de ella?
Es difícil ver dónde está la retroalimentación negativa en un amplificador de emisor común, pero considere qué sucede cuando la resistencia del emisor no está presente, es decir, el emisor está conectado directamente a 0 voltios. La entrada de señal en la base se convierte en una entrada en un diodo con polarización directa y puesta a tierra.
Debido a que la región del emisor de base es un diodo, cuando aumenta el voltaje de la base (transistor NPN), obtiene la característica de impedancia de entrada de un diodo: -
Imagentomadade
Debería poder ver que un pequeño cambio en el voltaje del emisor de base produce un gran cambio en la corriente de base alrededor del área de 0.6 voltios.
Entonces, si la corriente de base cambia de 2uA a 100 uA en el rango de voltaje de base de 0.5 voltios a 0.7 voltios, entonces la corriente de colector intentará cambiar por un valor que sea hFE veces mayor, es decir, cambiará de 200 uA a 10 mA (suponiendo que la hFE del BJT es 100).
Si tiene una resistencia de colector de 1 kohm y un suministro de 15 voltios, el voltaje inicial en el colector debido a los 0.5 voltios en la base es: -
15 voltios - (200 uA x 1 kohm) = 14.8 voltios.
Cuando el voltaje de la base aumenta a 0.7 voltios, el voltaje del colector cae a: -
15 voltios - (10 mA x 1 kohm) = 5 voltios.
A primera vista, hay una amplificación de voltaje de \ $ \ dfrac {14.8-5} {0.2} \ $ = 49.
Entonces, aquí está el primer punto: no siempre queremos etapas de alto voltaje de ganancia y, por lo tanto, colocamos una resistencia de emisor y, tan pronto como la corriente del colector intenta fluir, esa resistencia de emisor aumenta la tensión del emisor y, por lo tanto, la base. se está empezando a impedir que el voltaje del emisor actúe como el diodo polarizado hacia adelante, como se explicó anteriormente, a este respecto es retroalimentación negativa: si se intenta que fluya demasiada corriente del colector, se reduce el voltaje del emisor-base para que no fluya demasiada corriente del colector.
Un impacto de esto es que ahora se observa un voltaje de señal en el emisor y que el voltaje de señal se convierte virtualmente en el mismo voltaje de señal que en la base pero cerca de 0.6 voltios de CC (para un transistor NPN). Después de todo, es solo un diodo de polarización directa en serie con una resistencia emisora, es decir, esto no debería ser inesperado.
Ahora, debido a que es razonable decir que las corrientes del emisor y del colector son las mismas, la ganancia de voltaje del circuito tiende a convertirse en Rc / Re y, ya no tenemos una fuerte dependencia de la ganancia de voltaje en hFE y la temperatura (Vbe cambia con temperatura a -2 mV por degC).
Otro beneficio de tener una resistencia emisora es la mejora resultante de la impedancia de entrada de la base. Sin la resistencia emisora, la impedancia de entrada es la de un diodo con polarización directa y esto cambiará cíclicamente (y de manera altamente no lineal) con la señal superpuesta a la polarización. Esto inevitablemente provoca la distorsión de esa señal.
Con la resistencia del emisor presente, cualquier característica del diodo se ve inundada por el valor de la resistencia del emisor multiplicado por la ganancia de corriente, por lo tanto, con una resistencia del emisor de 100 ohmios y beta de 100, la impedancia proyectada a la base se convierte en un diodo en serie con 10 kohm.
El capacitor de derivación es un intento de hacer que la ganancia de voltaje para señales de CA sea mayor que la ganancia de CC establecida por Rc y Re. Agrega problemas y resuelve algunos problemas y es una bendición muy mixta. La impedancia de entrada para las señales de CA cae bastante al valor cuando no se usa una resistencia de emisor.
La retroalimentación negativa consiste en el hecho de que cuando la señal de salida aumenta, la corriente que fluye en el colector (y por lo tanto el emisor) también aumenta. Si la corriente en el emisor aumenta la tensión en Re aumenta y el potencial (Ve) del emisor aumenta. Entonces el Vbe del transistor bajará: Vbe = Vb - Ve. Un Vbe inferior lleva a una ganancia menor. Esa es la retroalimentación negativa. Si pone ese condensador a tierra, reducirá este efecto porque a la frecuencia de funcionamiento, el condensador tendrá una impedancia baja y, en paralelo, con Re reducirá la impedancia total del emisor, reduciendo el efecto de realimentación.
El transistor debe estar polarizado en DC. R1 y R2 establecen el voltaje base, por lo que Re establece la corriente del emisor.
Este punto de polarización determina la Gm del transistor y, por lo tanto, su internal_Re = 1 / Gm. Si está sesgado en torno a 24 mA, entonces Gm = 1A / V y internal_Re = 1ohm.
Ahora, sin el límite de desvío, la ganancia de este transistor sería Rc / (Re + internal_Re) y es probable que esta sea baja.
Reducir Re para aumentar la ganancia hace que sea más difícil controlar la corriente de polarización en DC.
Omitir Re con una tapa proporciona una solución: la tapa corta las señales de CA, por lo que la ganancia de CA ahora es Rc / internal_Re, que es mucho más grande.
Dado que Re y el límite de derivación controlan la ganancia, de hecho, puede usar cualquier red que desee aquí para configurar la respuesta de frecuencia del circuito, no solo un RC simple.
¿Para qué sirve el condensador de derivación en el emisor de un emisor-seguidor en un amplificador?
para aumentar su ganancia de CA sin afectar la estabilidad de CC.
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