Resistencia del emisor en un amplificador de emisor común

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Sé que en el amplificador de emisor común, \ $ R_C \ $ tiene efecto en el swing de salida y también en la ganancia. y las dos resistencias \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ se estabilizan de \ $ h_ {fe} \ $ cambio.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Pero la pregunta para mí es cómo elegir la mejor resistencia para \ $ R_E \ $. Como tiene efecto en \ $ V_ {CE} \ $. Cuando aumentamos \ $ R_E \ $ la \ $ V_ {CE} \ $ disminuye. Y tampoco tiene efecto en la ganancia de voltaje.

Por otro lado, podemos tener una constante \ $ I_c \ $ al elegir \ $ R_E \ $ apropiado y diferente \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $.

¿Qué limitaciones deben considerarse para elegir el mejor \ $ R_E \ $?

    

2 respuestas

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No, Re afecta la ganancia de voltaje. A primera aproximación, la ganancia de voltaje de \ $ V_o / V_i \ $ es \ $ - R_c / R_e \ $ en DC. Debido a \ $ C_1 \ $, la ganancia aumenta con la frecuencia cerca y por encima de la frecuencia de eliminación del filtro formado por \ $ R_e \ $ y \ $ C_1 \ $.

Para elegir \ $ R_e \ $, haga que \ $ R_c / G \ $, con \ $ G \ $ siendo la ganancia de voltaje deseada del circuito. G debería ser varias veces menor que la ganancia de corriente del transistor, de lo contrario, la ganancia no será predecible y tendrá una dependencia significativa de la ganancia del transistor. Ser dependiente de la ganancia del transistor no es bueno para la repetibilidad ya que las ganancias del transistor varían mucho incluso dentro del mismo modelo. Es por eso que las hojas de datos generalmente solo le dicen la ganancia mínima garantizada en algunos puntos operativos. La ganancia real de cualquier parte puede ser significativamente mayor, como 5-10 veces el mínimo. Cuando la ganancia predecible es importante, diseña el circuito de modo que cualquier transistor con una ganancia desde el mínimo garantizado hasta el infinito aún permita que el circuito funcione correctamente. Una resistencia de emisor que establece una ganancia menor es una forma de lograr esto.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Y tampoco tiene efecto en la ganancia de voltaje.

Suponiendo que \ $ C_1 \ $ es "suficientemente grande", entonces para las frecuencias de interés, el emisor es común en AC y, por lo tanto, la frase common emitter .

Supondré que la intención de \ $ C_1 \ $ es omitir las señales de CA alrededor de \ $ R_E \ $. En ese caso, la ganancia de voltaje de señal pequeña es aproximadamente:

$$ \ dfrac {v_o} {v_i} \ approx -g_m R_C $$

donde

$$ g_m = \ dfrac {I_C} {V_T} $$

Dado que la corriente del colector de CC \ $ I_C \ $ dependerá del valor de \ $ R_E \ $, es necesariamente el caso de que \ $ R_E \ $ afecte la ganancia de voltaje

Ahora, es sencillo mostrar que la ecuación para la corriente del colector DC es:

$$ I_C = \ dfrac {V_ {CC} \ frac {R_2} {R_1 + R_2} - V_ {BE}} {\ frac {R_1 || R_2} {\ beta} + \ frac {R_E} { \ alpha}} $$

Al examinar el denominador del lado derecho, tenga en cuenta que si desea que \ $ I_C \ $ sea relativamente estable frente a las variaciones de \ $ \ beta \ $, el valor de \ $ R_E \ $ debe elegirse de manera tal que:

$$ R_E \ gg \ dfrac {R_1 || R_2} {\ beta_ {min} + 1} $$

Por ejemplo, supongamos que \ $ R_1 || R_2 = 10k \ Omega \ $ y \ $ \ beta_ {min} = 99 \ $ luego

$$ R_E \ gg \ dfrac {10k \ Omega} {100} = 100 \ Omega $$

En este caso, desea \ $ R_E \ ge 1k \ Omega \ $ para una buena estabilidad de ganancia de CA. Pero esto es solo una restricción . Puede haber otras restricciones en \ $ R_E \ $ que requieren que encuentre un compromiso.

También, puede agregar otro grado de libertad agregando una resistencia \ $ R_3 \ $ en serie con \ $ C_1 \ $.

Luego, la ganancia de voltaje de CA es aproximadamente:

$$ \ dfrac {v_o} {v_i} \ approx - \ dfrac {R_C} {R_E || R_3} $$

suponiendo \ $ R_E || R_3 \ $ es "suficientemente grande".

El OP, en los comentarios a continuación, cuestiona la corrección de la ecuación \ $ I_C \ $ por lo que lo derivaré aquí

Encuentra el equivalente de Thevenin del circuito conectado a la base para ser:

$$ V_ {BB} = V_ {CC} \ dfrac {R_2} {R_1 + R_2} $$

$$ R_ {BB} = R_1 || R_2 $$

Ahora, aplique KVL alrededor del bucle del emisor de base:

$$ V_ {BB} = I_BR_ {BB} + V_ {BE} + I_ER_E = \ dfrac {I_C} {\ beta} R_ {BB} + V_ {BE} + \ dfrac {I_C} {\ alpha} R_E $$

Reúne los términos y reorganiza:

$$ I_C = \ dfrac {V_ {BB} - V_ {BE}} {\ frac {R_ {BB}} {\ beta} + \ frac {R_E} {\ alpha}} = \ dfrac {V_ { CC} \ frac {R_2} {R_1 + R_2} - V_ {BE}} {\ frac {R_1 || R_2} {\ beta} + \ frac {R_E} {\ alpha}} $$

    
respondido por el Alfred Centauri

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