Cálculo de la transresistencia en un amplificador de realimentación de shunt (shunt-shunt) de múltiples etapas

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He estado tratando de analizar el siguiente circuito utilizando los libros y recursos que tengo a mano:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

He identificado la topología como un amplificador de realimentación de derivación de tensión (¿es correcto?) Parece que la tensión se muestrea en la salida y la corriente de retroalimentación se resta (antifase) de la fuente, por lo tanto, la tensión -dirigir.

Todos los ejemplos que he visto para este tipo de topología son el amplificador de una etapa con retroalimentación del colector o el clásico circuito op-amp de inversión. Pero, no he encontrado ningún ejemplo de múltiples etapas en los que basar mi análisis.

Aplicando las reglas usuales (Vo corto para encontrar la entrada, Vi corto para encontrar la salida) para encontrar el circuito para calcular la ganancia de bucle abierto para esta topología, obtengo lo siguiente:

simular este circuito

Usando el análisis de CA para cada etapa, calculo la resistencia de transposición para la etapa 2 (Rm2) como 27k, dada por:

Nota: He usado ciertas simplificaciones razonables (creo) aquí.

$$ Rm2 = \ frac {Vo} {Ib2} = hFe \ cdot R5 = (100) (270) = 27k $$

y la trans-resistencia de la etapa 1 como:

$$ Rm1 = \ frac {Vo1} {Is} = \ frac {-Ic1 \ cdot RL} {Is} = \ frac {-Ic1} {Ib1} \ cdot \ frac {Ib1} {Is} \ cdot RL = hFe \ cdot \ frac {Ib1} {Is} \ cdot RL = -73k \\\\ donde RL = hFe \ cdot R5 \ paralelo R1 = 27k \ paralelo 820 = 795 \\\\ e Ib1 = \ frac {Is \ cdot Ri} {Ri + hFe \ cdot re} donde Ri = R2 \ paralelo R3 \ paralelo R5 $$

No estoy seguro de haberlo hecho de la manera correcta, pero parece que multiplicar los dos valores de resistencia de trans no es el camino a seguir (como haría con los amperios de serie de voltaje de varias etapas) .

Entonces, mi pregunta es: ¿cómo procedo para obtener la resistencia de trans de bucle abierto en esta (o cualquier) configuración de derivación de voltaje de varias etapas?

ACTUALIZACIÓN: Pensándolo bien, podría usar el mismo método que con un amplificador de retroalimentación de derivación de corriente y expresar:

$$ \ frac {Vo} {Is} = \ frac {Ib1} {Is} \ cdot \ frac {Ic1} {Ib1} \ cdot \ frac {Ib2} {Ic1} \ cdot \ frac {Vo} { Ib2} \\\\ = \ frac {Ib1} {Is} \ cdot hFe \ cdot \ frac {Ib2} {Ic1} \ cdot \ frac {Vo} {Ib2} $$

pero no estoy seguro.

    
pregunta Buck8pe

3 respuestas

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Creo que la ganancia de voltaje no puede ser mayor que R2 / R5 en este caso.

Si hago un análisis más "tradicional" (no estoy familiarizado con el método TS)

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Obtengo la ganancia de voltaje igual a:

$$ A_V = \ frac {R_1} {r_ {e1}} * \ frac {R_5 || R_6} {R_5 || R_6 + r_ {e2}} \ approx \ frac {R_1} {r_ {e1} } \ approx 38 \ cdot I_C \ cdot R_1 \ approx 38 \ cdot 6.2mA \ cdot 820 \ Omega \ approx 193 V / V $$

Y ahora, utilizando el efecto Miller, puedo encontrar la ganancia de voltaje de todo el amplificador

simular este circuito

$$ A_ {V2} = \ frac {R_3 || \ frac {R_2} {1 + A_V} || r_ \ pi} {R_5 + R_3 || \ frac {R_2} {1 + A_V} || r_ \ pi} * A_V \ approx 5V / V $$

Supuse que \ $ r_ \ pi = (\ beta +1) r_e = (100 +1) \ cdot \ frac {26mV} {6.2mA} = 423 \ Omega \ $

    
respondido por el G36
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Mi respuesta no responde a la resistencia trans, sino a la ganancia de bucle cerrado de un amplificador de realimentación negativa con retroalimentación equivalente de Norton.

Relación de realimentación = R2 / (R3 // R5) ~ 12.3 = -gain

La impedancia de entrada se reduce como consecuencia de una retroalimentación negativa. El Rbe reduce el exceso de ganancia eliminado por la retroalimentación, que es esencialmente mucho más pequeña que la entrada de la serie R5.

Entonces tu Vo / Is = -Av * R5

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Finalmente descubrí la respuesta a mi propia pregunta y pensé que la presentaría aquí junto con las respuestas finas que ya recibí. Estaba buscando una solución que siguiera el análisis de tipo estándar (libro de texto) de un CCVS / Voltage-shunt / shunt-shunt, donde la ganancia Rm se expresa como una resistencia trans. Pero extendido para múltiples etapas.

La clave para desarrollar la ganancia de bucle abierto, es tratar la configuración como un amplificador de corriente con la corriente de salida de la etapa final multiplicada por la carga. Entonces:

$$ \ frac {Vo} {Is} = \ frac {Ic2 \ cdot Re2} {Is} = \ frac {Ic1} {Ib1} \ cdot \ frac {Ib1} {Is} \ cdot \ frac {Ic2 } {Ib2} \ cdot \ frac {Ib2} {Ic1} \ cdot Re2 = \\\\ hFe \ cdot \ frac {Ib1} {Is} \ cdot hFe \ cdot \ frac {Ib2} {Ic1} \ cdot Re2 $$

Entonces, esa fue realmente la respuesta a mi pregunta y al insertar los valores que obtengo: un Ai de -3 para Q2 y un Ai de 92 para Q1. Entonces ...

$$ Rm = \ left (92 \ right) \ left (-3 \ right) \ left (\ approx270 \ right) = - 74.5k $$ y $$ \ beta = \ frac {If} {Vo} = - \ frac {1} {47k} = - 21.2uS $$ haciendo $$ D = 1 + \ beta Rm = 2.58 $$ Lo que hace que la trans-resistencia con retroalimentación. $$ Rmf = \ frac {-74.5k} {2.58} = - 28.88k $$ Para convertir esto a una ganancia de voltaje decimos $$ \ frac {Vo} {Vs} = \ frac {Vo} {Is \ cdot 5k6} = \ frac {Rmf} {5k6} \ approx -5.1 $$

que está de acuerdo con la respuesta de G36. Es un poco (¡mucho!) Más involucrado, pero quería un método complementario para lo que hay en mi libro de texto, así que lo sabré de nuevo.

Ahora, descubra por qué el construido es realmente atenuante, pero esa es una historia diferente.

    
respondido por el Buck8pe

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