¿Por qué el voltaje en la resistencia del emisor se vuelve cero cuando se realiza el análisis de CA de un amplificador diferencial [cerrado]?

No has publicado un esquema, pero creo que sé lo que estás preguntando.

En resumen, lo que estás viendo es lo que se llama un "campo virtual". Eso simplifica mucho las matemáticas para un amplificador diferencial de análisis de pequeña señal. Desea mantener la entrada diferencial cerca de cero para que el transistor permanezca en la región de amplificación.

Este es un par diferencial:

Yalhacerelanálisisdepequeñaseñal,obtienes:

VeacómolasfuentesdeCCsehanvueltoceroparaelanálisisdeseñalpequeña.Además,mencionasteunaresistenciaemisora.Paraesteejemplo,habíaunafuenteactual,peroloimportanteesvigilarloquesucedeconelnodoindicadocomo'P'.

ApliqueKVLalrededordelosbucles\$v_{in1}\$y\$v_{in2}\$paraobtener:$$v_{in1}-v_{\pi1}=v_P=v_{in2}-v_{\pi2}$$

AncKCLenelnodoP:$$\dfrac{v_{\pi1}}{r_{\pi1}}+g_{m1}v_{\pi1}+\dfrac{v_{\pi2}}{r_{\pi2}}+g_{m2}v_{\pi2}=0$$

Ysilostransistorescoincidenestrechamente(resistenciaspiytransconductanciaaproximadamenteiguales),\$v_{\pi1}\approx-v_{\pi2}\$.Entoncespodríasusaresasecuacionesparaencontrareso,

$$v_P=0$$

PuedeencontrarderivacionescompletasenellibroFundamentalsofMicroelectronicsdeRazavi.

Tambiénpodríaobtenerunasensacióngráficadeesto:

ElejeYmuestra\$V_X\$y\$V_Y\$,estossonsimplementelaseñaldesalidadeambostransistores.Lasalidadiferencialesentonces\$V_X-V_Y\$.EstánenmayúsculasporquerepresentanelestadodepolarizaciónoDCdeltransistor,nodeseainterrumpirelpuntodepolarización.Esporesoquelasseñalesdeentrada(\$v_{in1}\$y\$v_{in2}\$debenserlosuficientementepequeñasparaquenoguíenelpuntodepolarizaciónenalgúnlugarnodeseado.

Devueltaalgráfico,tengaencuentaqueelejeXrepresentalaentradadiferencial.Entonces,justoenelcentrodelatrama,donde\$V_{in1}-V_{in2}=0\$puedesvercómodibujéunalínearoja.Deseapermanecercercadeesepuntoparaobtenerunarespuestalinearo,mejordicho,amplificarsuentradadiferencialdemaneralineal.Tugananciaseríalapendientedeesalínearoja.Cuantomáslejosestédelcentrodelatrama,menosrangolinealobtendrá.

Ustedsabiamentemantendráladiferencia\$V_{in1}-V_{in2}=0\$o\$V_{in1}=V_{in2}\$paraquelleneVentajadelrangolineal.Unavezmás,observelasletrasmayúsculasaquícomocomponentesDCdelaseñaldeentrada.

Paralosamplificadoresdiferenciales,superponeunapequeñaseñalacadaunodeloscomponentesdeCCdeestamanera\$V_{in1}+v_{in1}\$y\$V_{in2}-v_{in2}\$.Comopuedever,estasseñalessoncomplementarias(aumentaunaydisminuyelaotraenlamismacantidad).

Lasseñalesquesoncomplementariassevuelvenobviascuandointentasencontrarladiferencianuevamente:\$V_{in1}+v_{in1}-(V_{in2}-v_{in2})=0\$.Si\$V_{in1}=V_{in2}\$entonces\$v_{in1}=-v_{in2}\$.

Despuésdeesto,podríaaprovecharelmediocircuitoysimplificarelanálisis:

Al igual que las señales de entrada, el voltaje en el nodo P tiene un componente de CC y un componente de CA, \ $ V_P + v_P \ $ y lo que se convierte en cero es el componente de AC, \ $ v_P \ $ . Eso es una tierra virtual o una tierra de ca Para este ejemplo, tenía una fuente actual, pero lo mismo se aplica al nodo si hubiera habido una resistencia.

Aquí está mi breve explicación sin ninguna fórmula:

1.) El voltaje de CA en la resistencia del emisor común es cero solo para el caso idealizado Vin1 = -Vin2 . En este caso, el aumento de corriente en un transistor se compensa con una reducción de corriente correspondiente en el otro transistor. Por lo tanto, la corriente a través de Re no cambia (potencial de CC fijo sin ningún componente de CA).

2.) Para todos los demás casos, hay un pequeño voltaje de CA a través de Re porque el equilibrio de ambas corrientes está alterado.

3.) Como un caso especial: Vin2 = 0. En este caso, el circuito se asemeja a una conexión en serie simple de dos etapas: el colector común (T1) y la base común (T2). Es bastante fácil calcular el voltaje a través de Re: Voltaje de salida de una cadena de colector común, cargada por la resistencia de entrada del bloque base común.