Velocidad de giro y ancho de banda del amplificador de transistor

Para calcular la respuesta dinámica de este circuito, puede usar el modelo híbrido-pi al que agrega una capacidad parásita entre el colector y la base. Este es un circuito de primer orden y puede resolverse de varias maneras. Utilicé las técnicas analíticas rápidas descritas aquí . Primero, determine la función de transferencia de CD, \ $ H_0 \ $, para la cual abro el capacitor. Luego, determinaré la resistencia "vista" por el condensador cuando la excitación \ $ V_ {in} \ $ se reduzca a 0 V (reemplace la fuente por un cortocircuito en el esquema). Finalmente, determinaré la resistencia "vista" por el capacitor cuando la salida se anule con la excitación nuevamente en su lugar. El siguiente diagrama muestra todos estos pasos:

Cadaresistenciaasociadaconuncondensadorformaunaconstantedetiempo.Paraunsistemadeprimerorden,elpoloeselinversodelaconstantedetiemponatural.Cuandodeterminaelcero,sedacuentadequesetratadeuncerodelsemiplanoderechoydistorsionalarespuestadelafase.Cuandoreúnestodoslosresultados,tienes

\$H(s)=H_0\frac{1-\frac{s}{\omega_z}}{1+\frac{s}{\omega_p}}\$with:

\$H_0=-\beta\frac{R_2}{R_1+r_\pi}\$\$\omega_p=\frac{R_1+r_\pi}{C_1(R_1R_2(\beta+1)+r_\pi(R_1+R_2))}\$\$\omega_z=\frac{\beta}{C_1r_\pi}\$

ElhechodetrazartodoconMathcadlebrindalarespuestadinámicaquenecesita:

Ahora,conrespectoalavelocidaddegiro,noestoysegurodequeeltérminoseajusteaestecircuito.Porlogeneral,identificamoslatasadevariacióncuandolatasadecambiodelaseñaldeentradadeunamplificadoroperacionaldesequilibrasuentradabipolardiferencialylasalidanopuedeseguirlapendientedeentrada(consulte aquí ). Con un circuito simple como aquí, es más sobre el tiempo de subida que puedes obtener, creo que cuando pisas la entrada. Teniendo en cuenta el cero de alta frecuencia y el polo de baja frecuencia en el que incurre el condensador, el tiempo de aumento se puede aproximar a \ $ t_r \ approx 2.197 \ tau = 75 \; \ mu s \ $ como se indica aquí . \ $ \ tau \ $ es el inverso de \ $ \ omega_p \ $. Esto es una aproximación, pero como el cero es realmente alto, funciona bien como se muestra en la siguiente simulación, donde la entrada pasa de -10 a -20 mV:

Calcularemos la velocidad de respuesta cuando Vce sea de 2,5 voltios.

A esa tensión de operación, Ic es 2.5 / 10k o 0.25mA.

GM (transconductancia) a 0.25mA es 1 / (0.026 / 0.00025) = 1/39 * 4 = 1/156 ohms

La ganancia es 10kohm / 156 ohm o 10 * 6 = 60x

El Cmiller es 10pF (Cob) * (1 + 60) ~ 10pF * 60 = 600pF.

El valor de la entrada de tiempo es Rbase * 600pF = 600,000 picosegundos (ignorando la resistencia de entrada del transistor en la región lineal).

Si la entrada de la hora es 0.6uS, ¿cuál será la tasa de variación?