Base común
A continuación se describen en detalle varias aplicaciones de ejemplo. A continuación se presenta un breve resumen.
- La impedancia de entrada del amplificador Rin que mira en el nodo emisor es muy baja, dada aproximadamente por
R in = r E = V T I E, {\displaystyle R_ {\text{in}} = r_{E}={\frac {V_ {T}} {I_{E}}},}
donde VT es el voltaje térmico, e IE es la corriente del emisor de CC. Por ejemplo, para VT = 26 mV e IE = 10 mA, valores bastante típicos, Rin = 2,6 Ω. Si IE se reduce para aumentar Rin, hay otras consecuencias como menor transconductancia, mayor resistencia de salida y menor β que también deben considerarse. Una solución práctica a este problema de baja impedancia de entrada es colocar una etapa de emisor común en la entrada para formar un amplificador de casode.
- Debido a que la impedancia de entrada es tan baja, la mayoría de las fuentes de señal tienen una impedancia de fuente más grande que el amplificador de base común Rin. La consecuencia es que la fuente entrega una corriente a la entrada en lugar de un voltaje, incluso si es una fuente de voltaje. (Según el teorema de Norton, esta corriente es aproximadamente iin = vS / RS). Si la señal de salida también es una corriente, el amplificador es un búfer de corriente y entrega la misma corriente que la entrada. Si la salida se toma como un voltaje, el amplificador es un amplificador de transresistencia y entrega un voltaje dependiente de la impedancia de carga, por ejemplo vout = iin RL para una carga de resistencia RL mucho menor en valor que la ruta de resistencia de salida del amplificador. Es decir, la ganancia de voltaje en este caso (explicada con más detalle a continuación) es
v out = i in R L = v s R L R S ⇒ A v = v out v S = R L R S. {\displaystyle v_{\text{salir}}=i_{\text{en}}R_{L}=v_{s}{\frac {R_{L}}{R_{S}}}\Rightarrow A_{v}={\frac {v_{\text{salir}}}{v_{S}}}={\frac {R_{L}}{R_{S}}}.}
Tenga en cuenta que para impedancias de origen tales que RS rE rE, la impedancia de salida se aproxima a Rout = RC || .
- Para el caso especial de fuentes de muy baja impedancia, el amplificador de base común funciona como un amplificador de voltaje, uno de los ejemplos discutidos a continuación. En este caso (explicado con más detalle a continuación), cuando RS rE rE y RL R Rout, la ganancia de voltaje se convierte en
A v = v out v S = R L r E ≈ g m R L, {\displaystyle A_{v}={\frac {v_ {\text{out}}} {v_{S}}}={\frac {R_{L}} {r_ {E}}}\approx g_{m}R_{L},}
donde gm = IC / VT es la transconductancia. Observe que para baja impedancia de fuente, Rout = rO / / RC.
- La inclusión de rO en el modelo híbrido-pi predice la transmisión inversa de la salida de los amplificadores a su entrada, es decir, el amplificador es bilateral. Una consecuencia de esto es que la impedancia de entrada/salida se ve afectada por la impedancia de terminación de carga/fuente, por lo tanto, por ejemplo, la resistencia de salida puede variar en el rango rO || RC ≤ Rout ≤ (β + 1) rO || RC, dependiendo de la resistencia de la fuente RS. El amplificador se puede aproximar como unilateral cuando el descuido de rO es preciso (válido para ganancias bajas y resistencias de carga bajas a moderadas), simplificando el análisis. Esta aproximación a menudo se hace en diseños discretos, pero puede ser menos precisa en circuitos de RF y en diseños de circuitos integrados, donde normalmente se usan cargas activas.
Amplificador de voltaeditar
En el caso de que el circuito de base común se utilice como amplificador de voltaje, el circuito se muestra en la Figura 2.
La resistencia de salida es grande, al menos RC / / rO, el valor que surge con baja impedancia de fuente (RS rE rE). Una gran resistencia de salida no es deseable en un amplificador de voltaje, ya que conduce a una división de voltaje deficiente en la salida. Sin embargo, la ganancia de tensión es apreciable incluso para cargas pequeñas: según la tabla, con RS = rE la ganancia es Av = gm RL / 2. Para impedancias de fuente más grandes, la ganancia está determinada por la relación de resistencia RL / RS, y no por las propiedades del transistor, lo que puede ser una ventaja donde la insensibilidad a la temperatura o a las variaciones del transistor es importante.
Una alternativa al uso del modelo híbrido-pi para estos cálculos es una técnica general basada en redes de dos puertos. Por ejemplo, en una aplicación como esta donde el voltaje es la salida, se podría seleccionar un puerto de dos puertos equivalente a g por simplicidad, ya que utiliza un amplificador de voltaje en el puerto de salida.
Para valores RS en las proximidades de rE, el amplificador es de transición entre el amplificador de voltaje y el búfer de corriente. Para RS > > rE, la representación del controlador como fuente Thévenin debe reemplazarse por representación con una fuente Norton. El circuito base común deja de comportarse como un amplificador de voltaje y se comporta como un seguidor de corriente, como se explica a continuación.
Seguidoeditar
La Figura 3 muestra el amplificador de base común utilizado como seguidor de corriente. La señal del circuito es proporcionada por una fuente Norton de CA (corriente IS, resistencia Norton RS) en la entrada, y el circuito tiene una carga de resistencia RL en la salida.
Como se mencionó anteriormente, este amplificador es bilateral como consecuencia de la resistencia de salida rO, que conecta la salida a la entrada. En este caso, la resistencia de salida es grande incluso en el peor de los casos (es al menos rO || RC y puede convertirse en (β + 1) rO || RC para RS grandes). Una gran resistencia de salida es un atributo deseable de una fuente de corriente porque la división de corriente favorable envía la mayor parte de la corriente a la carga. La ganancia actual es muy cercana a la unidad, siempre y cuando RS rE rE.
Una técnica de análisis alternativa se basa en redes de dos puertos. Por ejemplo, en una aplicación como esta donde la corriente es la salida, se selecciona un puerto de dos puertos equivalente a h porque utiliza un amplificador de corriente en el puerto de salida.
