Amplitud de la señal de CA de entrada BJT

  

¿El punto de inactividad de CC representa el punto de referencia para la señal de entrada de CA?

Sí. Si tienes tiempo intenta analizar este simple amplificador CE.

DondeVcc=12V;Vc=6V(gráficorojo);Ve=2V(parcelaverde);Vinput=1V(gráficoazul).

YtenemosunBJTideal(Vbeesfijoeiguala0.7V,yBeta=100)

ElpuntodeinactividaddeCCesVb=2.7V;Ve=2V;Vc=6V;Ic=6mA;Ib=60μA.No,elvoltajedelaseñaldeentradadeCA"modulará" nuestro punto de operación de CC en el ritmo de la señal de entrada.

La tensión de CA en la entrada hará que la tensión de base cambie de 3.6V a 1.6V en el "ritmo" de una señal de entrada de CA. Esos cambios darán como resultado que el voltaje del emisor también cambie de 3V a 1V. La resistencia del emisor (Re) "convertirá" estos cambios en voltaje Ve en corriente Ie . Esto dará como resultado los cambios en la corriente del emisor de 0.9mA (3V) a 0.3mA (1V) . Y ahora esto cambia en la corriente de Ie y Ic una vez más se "convertirá" en voltaje en la resistencia de Rc . Y este cambio en la corriente del colector causará un cambio en el voltaje VRc , entre 9V a 3V . Tenemos un cambio tres veces mayor en el voltaje VRc porque Rc es tres veces más grande que la resistencia Re. Entonces la ganancia de voltaje es igual a Av = Rc / Re

También cuando Vin está en el pico Vin = + 1V tenemos 3.7V en la base del BJT, por lo que la corriente del emisor es igual Es decir, 3V / 330Ω = 9mA la corriente del colector también es igual a 9mA

Y el voltaje del colector es igual Vc = Vcc - Ic * Rc = 12V - 9V = 3V

La corriente de base necesaria para proporcionar 9mA de una corriente de recopilador es igual:

Ib = 9mA / 100 = 90μA

El formulario de base actual proporcionado Rb y Eb es:

I = (Eb - Vb) / Rb = (4.7V - 3.7V) / 33KΩ = 30uA

Pero la corriente del emisor debe ser igual a 9mA , y eso requiere que la corriente de base sea igual 90uA

Entonces tenemos una situación: Eb entrega 30uA , se necesita la base 90uA , de modo que la corriente adicional ( 60uA ) será (debe) ser "entregada "por fuente de voltaje de CA Vin .

Por lo tanto, Vin se entregará (sourcing) 60uA de una corriente.

Para el swing de pico negativo en Vin (-1V) Tenemos esta situacion Vb = 1.7V ; Ic = 3mA ; Vc = 9V

La corriente de base necesaria para garantizar que Ic = 3mA sea

Ib = 3mA / 100 = 30uA

El Eb entrega I_Rb = (4.7 - 1.7V) / 33K = 90uA

Pero solo necesitamos 30uA para que la corriente base "entregue" 3mA en el emisor.

Pero Eb proporciona 90uA de modo que la corriente adicional ( 60uA ) debe fluir a Vin (debe ser sumidero). por Vin).

Espero que esto ayude.

EDIT

La impedancia de entrada es:

Rin = RB || (beta + 1) Re = 33k || 101 * 330R = 33k || 33k = 16.67k

O Rin = Vin / Iin = 1V / 60uA = 16.67k

Como puedes ver, todo encaja en su lugar.

  

Si queremos amplificar normalmente la señal de entrada (sin distorsiones),   ¿Tiene que variar la señal de entrada de 600mV a 750mV?   (aproximadamente)?

No, la señal de entrada no tiene que variar de 600mV a 750mV. Debido a que el condensador de acoplamiento de entrada proporciona la compensación de CC necesaria (el nivel de CC se desplaza gracias al capacitor Cin). Y si Vbe aumenta en aproximadamente 60 mV, la corriente del colector aumentará su valor diez veces. Además, BJT es un dispositivo altamente no lineal, por lo que siempre se producirá distorsión. Y es por eso que casi nadie usa una sola etapa de CE.

1: sí. Al menos, la señal en la base; ver 2 2: No. Sí. Tipo de.

Para elaborar, un BJT debe estar sesgado en el modo de operación apropiado, y luego su señal de CA suele estar acoplada capacitivamente en él; esto efectivamente solo superpone su pequeña señal de CA en la parte superior del CD que proporciona la red de polarización.

Sin embargo, se debe tener en cuenta que la amplificación 'sin distorsión' no va a suceder. Va a haber distorsión pase lo que pase; la pregunta es cuánto.

Prueba esto

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El punto de operación tiene una corriente de colector de 1 mA, porque la corriente del emisor es ~ 1 mA, porque tenemos ~~ 2 voltios en R5. Tenemos 2 voltios en R1.

Para calcular la ganancia, necesitamos un valor para 'reaccionar', la pendiente del diodo emisor. Esa pendiente es 1 / gm. A 1 mA, 'reaccionar' es de 26 ohmios La ganancia es $$ (R1 || Zload) / (R2 + reac) = 2,000 / 126 = 16 $$

asumiendo que una prueba de alcance 10MegOhm || 10pF es la carga.

Debido al efecto linealizador de 100_Ohm en el emisor, a 1 mA, es decir, podemos oscilar casi + - 100 mV antes de que se produzca una "distorsión grave".

Busque los escritos de Willy Sansen, sobre el cálculo de la distorsión bipolar y los valores de IP2 e IP3. Puede ampliar sus matemáticas, para una resistencia de linealización.

Suponga que los puntos de intercepción de distorsión de entrada son 2 voltios rms.

¿Qué es el piso de ruido aleatorio de entrada? Ignore el Cmiller grande, y solo use el Collector F3dB; 2K ohm y 20pF = 40 nanosegundos, 25Meg radianes o 4Mhz. Supongamos que nuestra densidad de ruido se establece en 'rbb' de 2N3904, que se supone que es 1Kohm. La densidad de ruido es de 4 nanoVolts / rtHz. El ruido total referido de entrada es 4nV * sqrt (4Mhz) = 4nV * 2,000 = 8 uV rms.

SPDR (rango dinámico libre de espurios) es de 2 voltios rms / 8uV rms, o 250,000 o 108dB.

=============================================== ======= editar Aquí hay un enlace a Sidney Darlington sobre el transistor bipolar

enlace

Y este siguiente enlace le brinda información sobre la distorsión bipolar, incluida la expansión de la serie Taylor para describir los diversos coeficientes (ecuación 12)

enlace