Tengo que diseñar un amplificador multietapa BJT para cumplir con las especificaciones proporcionadas por mi profesor. La primera etapa debe ser un amplificador diferencial, y la segunda etapa debe ser un amplificador de colector común. Sin embargo, la primera etapa no será un amplificador diferencial en el sentido tradicional; debe considerarse como un coleccionista común que se alimenta de una base común. En general, es un coleccionista común - > base común - > coleccionista común. Vea el circuito a continuación.
El condensador C4 cortocircuitará la resistencia de 10k en CA, por lo que la mitad izquierda del amplificador diferencial actúa como una base común. La fuente de alimentación no tiene que dividirse, simplemente lo encontré para obtener una ganancia mayor de esa manera.
Un par de otras restricciones impuestas en el diseño por mi prof:
-Sólo puede usar tres transistores; dos para la etapa diferencial y una para la etapa de salida del colector común. Pueden ser NPN o PNP.
-Cree la mayor ganancia posible. Apunta a al menos 45dB.
: para cada transistor, agregue un condensador de 1 nF desde el terminal base al terminal colector. Esto es para simular los efectos de alta frecuencia mientras solo se usa una frecuencia de 10 kHz.
-La etapa de salida es conducir una carga de 1k.
- Agregue una resistencia de 10k a la entrada de la primera etapa. Esto representa la impedancia de salida de una etapa previa.
Principalmente, existen dos desafíos: 1.) Lograr la ganancia máxima del amplificador 2.) Asegurarse de que la ganancia sea efectiva en la frecuencia de interés.
Básicamente, las cosas que pueden alterarse son las corrientes y voltajes del punto Q y las impedancias de entrada y salida de cada etapa, lo cual es complicado porque no son completamente independientes entre sí.
Entiendo: cada etapa debe diseñarse para tener la impedancia de entrada lo más grande posible y la impedancia de salida lo más pequeña posible para minimizar los efectos de carga. Las dos etapas de colector comunes deben diseñarse para tener una ganancia lo más cercana posible a la unidad. La base común es la "carne" del amplificador, ya que es la única fuente de ganancia.
Debe haber un valor máximo de ganancia obtenible y debe haber una manera de encontrarlo. Simplemente no estoy seguro de a dónde ir desde aquí. Se me ocurrió un diseño que puede obtener aproximadamente 35dB de ganancia, pero era más una cuestión de alterar los valores en SPICE, así que no tengo una buena explicación de por qué funciona o cómo mejorarlo. Tengo una comprensión decente de los amplificadores básicos, pero en realidad nunca me enseñaron a diseñar. Cualquier consejo es muy apreciado.