amplificador en cascada transistor bjt
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Trabajo Preparatorio Electrónica
Danny Tabarez
Tema: Amplificador en cascada con acoplamiento por capacitor
Rb11560kΩ
Rc12kΩ
Rb121MΩ
Rb21560kΩ
Rb221MΩ
Rc22kΩ
Re211kΩ
Re111kΩ
Q1
2N3904
Q2
2N3904
VCC
12V
RL
20kΩKey=A
100%
XFG1
Re12180Ω
Re22180Ω
C1
220µF
C2
220µF
C3
220µF
C4100µF C5
100µF
J1
Key = Space
Análisis de DC
Circuitos equivalentes (Capacitores circuito abierto)
Rb11560kΩ
Rc12kΩ
Rb121MΩ
Rb21560kΩ
Rb221MΩ
Rc22kΩ
Re211kΩ
Re111kΩ
Q1
2N3904
Q2
2N3904
VCC
12V
Re12180Ω
Re22180Ω
VCC
12V
Etapa 1 Etapa 2
El análisis de polaridad en ambas etapas es el mismo
Considere queel Beta paraambas etapas
Hfe=β=154.36
También bien se define directamente la resistencia del emisor como la seria de las dos
ℜ=1k+180=1180Ω
Calculando el equivalente T hevenin
Rt h=Rb1||Rb2=1M||560k
Rth=358974=358,9kΩ
Vt h= Vcc∗Rb2Rb1+Rb2
= 12∗1M560K+1M
Vth=7.69V
RE1180Ω
Q1
2N3904
VCC
12V
Rth
358.9kΩ
Vth7.69 V
Vc
Vb
Ve
Equivalente Thevenin Rc2kΩ
Vth=RTH IB+V BE+RE IE
IE=IC+ IBIC=ß IB
IE=IB+ß IBIE=( ß+1)IB
Vcc−RB IB−V BE−RE (ß+1) IB=0
Vcc−(R ¿¿B+RE (ß+1))IB−V BE=0¿
IB=V TH−V BE
RTH+RE( ß+1)
IB=7.69−0,7
358.9k+1180(154.36+1)IB1=IB2=13 µA
IC=ß IB=154.3∗13µAIC 1=IC 2=1.99m A
IE=IC+ IBIE1=I E2=2mA
V E=IE RE=2mA∗1180=2.36VV E1=V E2=2.36V
V ¿−V E=0,7¿V B=0,7+V E=3.06VV B1=V B2=3.06V
V C=Vcc−ICRC
V C=12−(1.99mA∗2k )=8.01VV C 1=V C 2=8.01V
V CE=V C−V E=8.01−2.36=5.65VV CE 1=V CE 2=5.65V
Cálculos en alterna
Para ambas etapas
ℜ1=ℜ2=26mVIE
=26mV2mA
=12.97Ω
hie 1=hie 2= (hfe+1 ) ℜ=(154+1 )∗12.97=2016.47Ω
vin1=vin2=hie∗ib+ℜ∗ie=(hfe+1 ) ℜ∗ib+ℜ (hfe+1 ) ib=ib (hfe+1 )(ℜ+ℜ)
zin1=zin2=Rth∨¿ ZinT
ZinT 1=ZinT 2= vinT
∬¿=ib (hfe+1 )(ℜ+ℜ)
ib=(hfe+1 )(ℜ+ℜ)¿
ZinT=(154.36+1 ) (12.97+1k )
ZinT=157.3k
Zin=358.9 k∨¿157.3k=109.4K
Primera etapa:
Av1=vovin
=−ic(Rc∨¿ Zin)ib (hfe+1 ) (ℜ+ℜ )
=−ib (hfe )(Rc∨¿Zin)ib (hfe+1) (ℜ+ℜ )
Av1=−(Rc∨¿Zin)
(ℜ+ℜ )=
−(2k∨¿109.4K )(12.9+1k )
=−1.938
Av1=−1.938
Segunda etapa:
Av2= vovin2
=−ic(Rc∨¿RL)ib (hfe+1 ) (ℜ+ℜ )
=−(Rc∨¿RL)
(ℜ+ℜ )=
−(2k∨¿20k )(12.9+1k )
Av2=−1.79
Ganancia total
AV=Av1∗Av 2=−1.9∗−179
AV=3.48
Ganancia de corriente
AI=ioiin
=
voRL∨¿Rc
vinzin
=AV ( zinRL∨¿Rc )=3.48 ( 109.4 k
2k∨¿20k )
AI=209.42
Zo=Rc||RL=2k||20K
Zo=1,8KΩ
Diagrama de voltajes
Condiciones de corte
VE≥Vinp
Vinp≤2.36V Evitar Corte
evitar Corte
VCE≥ vinp+vop
vinp≤ ¿AV +1
= 5.563.48+1
=1.26¿
Vinp≤1.26 para evitar saturacion
Vop≤ IC (Rc‼ RL )
Vop≤3.61 paraevitar Distorcion(superposicion)
Caso 1:Sin corte ni saturación:
Vin=1 senwt
Caso 2:
Recortado y Saturado:
Vin=2 senwt
Simulaciones
Caso 1:
Sin corte ni saturación:
Vin=2 senwt
En DC
Canal 1 VC Canal 2 VB Canal 3 VE
VCE
En AC
Canal 1 VC Canal 2 VB Canal 3 VE
VCE
Voltaje de Salida Vs Entrada
VO Voltaje de salida amplificado (ROJO)
AV=3.48
Vop=AV∗vip=3.48∗1=3.48
Caso 2:
Recortado y Saturado:
Vin=2 senwt
Canal 1 VC Canal 2 VB Canal 3 VE
VCE
Voltaje de Salida Vs Entrada
VO Voltaje de salida amplificado (Rojo)
