¿Cuál es la diferencia entre amplificación y ganancia en un BJT?

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Teniendo en cuenta las 3 configuraciones básicas del amplificador BJT

Por ejemplo

considere la configuración de CB,

tenemos una alta ganancia de voltaje, pero la resistencia de entrada es baja, por lo que no hay una transferencia efectiva de voltaje Vsupply a BJT.

Si necesitamos amplificar la corriente, ya que la configuración de CB tiene una baja resistencia de entrada, tenemos una transferencia ideal de la corriente de entrada, pero la ganancia de corriente es terrible (~ 1)

Entonces, ¿cómo calificamos la amplificación? Me refiero a qué es lo que amplifica el amplificador de CB aquí. Por favor, ayúdame a entender la diferencia entre ganancia y amplificación.

    
pregunta sarat

2 respuestas

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La corriente a través de un BJT es controlada por la tensión VBE del emisor de base, depende exponencialmente de esa tensión. Desde este punto de vista, el BJT es un dispositivo controlado por voltaje.

La forma en que funciona un BJT hace que sea necesario tener también una pequeña corriente a través de la base. Esta corriente base es solo una pequeña fracción de la corriente del colector. La relación entre estas corrientes se puede utilizar para definir una ganancia de corriente y es posible considerar el BJT como un dispositivo controlado por corriente.

Tenemos dos formas de lidiar con un BJT y, dependiendo de la situación, una es mejor que la otra.

Para un circuito CB, vemos que la corriente de entrada y salida son casi iguales y podría usarse como un búfer de corriente. Aparte de esa ganancia actual, no ayuda mucho para obtener una mayor comprensión.

Usando el enfoque de operación controlada por voltaje, vemos que el emisor da acceso directo al VBE del transistor en casi lo mismo que en la configuración CE, solo el signo es diferente. Por lo tanto, un cambio en el voltaje del emisor causa un cambio de VBE. Esto también cambia la corriente a través del transistor, que luego se convierte en voltaje por Rc. Por lo tanto, es posible lograr la amplificación de voltaje.

Sin embargo, generalmente se desean amplificadores de voltaje con una impedancia de entrada mayor y, por lo tanto, se prefiere la etapa CE sobre la configuración de CB. Esto deja el uso como un búfer actual como en un circuito de cascode.

    
respondido por el Mario
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La pregunta es bastante confusa, pero básicamente la ganancia de un transistor es solo la función básica del transistor en sí. Para un BJT, es la corriente del colector (a un valor razonable de C-E) dividida por la corriente base.

En este contexto, la amplificación es lo que hace el circuito general. Los BJT se pueden usar de varias maneras en un circuito. Diferentes circuitos pueden tomar el mismo transistor con la misma ganancia, pero terminan con una ganancia diferente (amplificación) del circuito en general.

También tenga en cuenta que para un circuito, la amplificación de voltaje no es necesariamente el objetivo. Es posible que desee una amplificación de corriente o una impedancia de salida más baja que la impedancia de entrada. La ganancia de corriente bruta de un BJT se puede utilizar para lograr todas estas cosas, cada una con diferentes características a nivel de circuito.

Por ejemplo, el seguidor de emisor básico tiene una amplificación de voltaje de casi 1, pero usa la ganancia del transistor para obtener una ganancia de corriente significativa. En un amplificador de emisor común, la ganancia bruta del transistor se puede usar para obtener una ganancia de voltaje general.

Añadido sobre seguidor de emisor

Veo que hay cierta confusión acerca de la configuración del seguidor del emisor y de cómo proporciona ganancia actual.

Aquí hay un seguidor de emisor básico:

Una primera aproximación aproximada, pero aún útil, de un BJT es que el voltaje B-E se fija en unos 700 mV, y que la corriente del colector es la ganancia multiplicada por la corriente base. Esto supone que se proporciona suficiente voltaje C-E para que pueda extraerse la corriente del colector de ganancia base x.

Usando esa aproximación, la ganancia de voltaje (dVout / dVin) del circuito anterior es 1 desde IN hasta la carga. Sin embargo, hay una importante ganancia actual.

Cuando IN aumenta 1 V, la tensión en la carga aumenta en 1 V, lo que significa que consume 10 mA adicionales. Digamos que la ganancia del transistor es 50. Eso significa que por cada 1 parte de la corriente base, se obtienen 50 partes de la corriente del colector y, por lo tanto, 51 partes de la corriente del emisor. De la corriente E adicional de 10 mA, 50/51 de eso proviene del colector y 1/51 de la base. Entonces, para un aumento en la corriente de salida de 10 mA, el incremento en la corriente de entrada es solo (10 mA) (1/51) = 196 µA.

Otra forma de ver lo mismo es como un búfer de impedancia. La salida real es una carga de 100 Ω, pero en IN se parece a una carga de 5.1 kΩ.

Por supuesto, la aproximación aproximada del transistor no es precisa. No hay modelo. La unión B-E parece un diodo al circuito externo, por lo que el voltaje a través de él no es realmente fijo. El voltaje varía un poco con la corriente. O bien, puede decir que los pequeños cambios en el voltaje resultan en un gran cambio en la corriente, al igual que con un diodo.

Por lo tanto, este circuito tiene una ganancia de voltaje un poco menor que 1 porque la caída de B-E aumenta un poco a medida que aumenta la corriente.

Cada vez hay más modelos complicados de transistores que se vuelven progresivamente más precisos, pero también cada vez más difíciles de usar. También tenga en cuenta que existen variaciones sustanciales entre los transistores individuales, incluso del mismo modelo.

Eche un vistazo a una hoja de datos y verá que la ganancia máxima no está especificada o es muchas veces la ganancia mínima. Por lo general, usted diseña circuitos BJT para que funcionen con una ganancia mínima del transistor, pero continúe trabajando hasta obtener una ganancia infinita. Esto puede sonar duro, pero en realidad no lo es. Una variación del 98% al 100% de la corriente del emisor que proviene del colector no es una gran diferencia.

    
respondido por el Olin Lathrop

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