Diseño de amplificador con tres etapas

Su clase de electrónica probablemente le enseñó el modelo híbrido-pi y le dio algunas fórmulas complejas (pero precisas) para la ganancia, la resistencia de entrada y la resistencia de salida de las diversas topologías de amplificadores. Podría ayudar a su comprensión tener algunas fórmulas más simples y aproximadas. Estos provienen del siempre útil Arte de la electrónica de Horowitz y Hill.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

$$ Current \ gain = \ frac {I_C} {I_B} = h_ {FE} = \ beta $$

$$ Entrada \ resistencia \ de \ la \ base: \ beta R_E $$

$$ Output \ resistance \ of \ the \ emitter: \ frac {R_S} {\ beta} || R_E $$

$$ Output \ resistance \ of \ the \ collector: R_C $$

$$ Voltage \ gain = \ frac {V_C} {V_ {in}} = - \ frac {R_C} {R_E} $$

Estas fórmulas se basan en los siguientes supuestos, algunos de los cuales pueden ser intercambiables:

• \ $ \ beta \ $ es grande

• \ $ R_E > > r_e \ $

• La caída de voltaje en la unión del emisor de base es constante

• La corriente del colector no es demasiado grande

A medida que \ $ R_E \ $ se hace más pequeño, la resistencia inherente del emisor comienza a tener un efecto mayor en su ganancia. A medida que aumenta la corriente del colector, el transistor comienza a actuar menos como una fuente de corriente ideal. Aquí es donde entran en juego los términos \ $ r_ \ pi \ $ y \ $ r_o \ $ del modelo híbrido-pi. En particular, el caso común de una resistencia de emisor derivada (que le brinda la alta ganancia que necesita) requiere la modelo híbrido-pi.

Como puede ver, no es necesario utilizar resistencias en serie para controlar directamente la resistencia de entrada. El valor de la resistencia del emisor se multiplica en la base. Solo asegúrate de que tus resistencias de polarización sean grandes y de que estés bien. Como sospechaba, un amplificador de colector común le dará la resistencia de salida que necesita.

Probablemente considero que CE, CE, CC es el mejor enfoque para lograr el rendimiento que desea con la etapa 1 y la etapa 2 que proporcionan una ganancia que aporta 150. Otro posible problema que veo son los puntos de sesgo para cada CE etapa tienes Por ejemplo, la tensión de corriente continua a través de las resistencias del emisor se hace normalmente (regla general) para ser el 10% de Vcc, pero parece que usted está polarizando la base con 6 voltios a través de un 20k; es probable que esto provoque un voltaje de emisión de alrededor de 4 o 5 voltios.

Dado que el Vcc es de 12 voltios, esto parece demasiado alto, por lo tanto, reduzca la desviación de 6 voltios a unos 2 voltios, y esto debería establecer aproximadamente los emisores en aproximadamente 1 a 1,5 voltios. A continuación, elija las resistencias del emisor para configurar la corriente a través del emisor, tal vez 1 mA para la primera etapa. Esto significa que la resistencia del emisor será de aproximadamente 1k2.

Con 1 mA fluyendo a través de la resistencia de colector, debe "caer" alrededor de 6V; esto significa una resistencia de colector de 6k no 2k y esto debería comenzar a darle más ganancia en la etapa de transistor de extremo frontal.

Paso y repita con la corriente del emisor de probablemente 3mA o 4mA para la 2ª etapa.

Esta no es mi área de especialización. Pero creo que deberías copiar la topología básica del amplificador operacional. La primera etapa debe ser un par de cola larga. La segunda etapa puede ser un amplificador de voltaje CE, y la tercera etapa puede ser un búfer de corriente (seguidor de emisor). Concéntrese en la alta ganancia y la polarización para un amplio swing de voltaje. Puede establecer la ganancia precisa con retroalimentación más tarde. Toma esto por lo que vale. Yo mismo tendría problemas para completar esta tarea, pero estoy seguro de que empezaría con un par de cola larga, seguido de un emisor común (¿Darlinton, tal vez?) Y desde allí vería cómo me iba. Diez millones de amplificadores operacionales no pueden estar equivocados.