Núcleo Maracay                                                     

Dpto. de Ingeniería Electrónica

IX Término, 03-2004                      

Prof. Isabel Vera

Secciones A y B

Semana 3:     Respuesta en Alta Frecuencia.  Superposición de polos.  Concepto de polo dominante.

Hasta ahora hemos visto la respuesta de un amplificador en baja frecuencia y qué técnica usar para el caso específico de acoplar varias etapas amplificadoras con BJT en emisor común a fin de hallar la .

Cuando hemos indicado el modelo equivalente del transistor, siempre nos hemos remitido al modelo “H” para una configuración Emisor Común, de manera que obteníamos los siguientes elementos del cuadripolo:

(Para ver valores regulares de estos parámetros en un transistor comercial, hay que revisar la información en el manual que nos da el fabricante)

Existe otro modelo circuital, llamado Módelo Híbrido P (Pi) que también nos ayuda a analizar el comportamiendo de un transistor.

En baja frecuencia el modelo híbirido P del BJT es como sigue:

En alta frecuencia, se añaden a este modelo las capacitancias parásitas internas que aparecen en las uniones del transistor, quedando como sigue:

Para simplificar este modelo, asumimos algunas consideraciones, que siguen permitiendo que nuestro modelo sea válido:

En la configuración de Emisor Común, la resistencia r_ce queda en paralelo con la carga y, por lo general R_L<<r_ce por lo que podemos suprimir a r_ce

También podemos suprimir r_b´c porque es mucho mayor que las demás resistencias del circuito.

Con las consideraciones previas, llegamos al siguiente circuito:

También se conoce a estos parámetros con los siguientes nombres y los siguientes valores comerciales típicos:

;                   

A continuación tenemos las equivalencias entre los parámetros p y los parámetros H de los modelos de transistor.

         y         

en clase hablaré del TEOREMA DE MILLER.

GANANCIA DE CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO EN EMISOR COMÚN:

Ya conocemos varios elementos necesarios para entender un parámetro importante en el estudio de un amplificador a alta frecuencia.  Dicho parámetro es .

 Es la frecuencia a la cual la Ganancia de CORRIENTE en cortocircuito, en emisor común, se hace igual a la unidad.

Pero antes vamos a determinar esa ganancia de corriente

Como bien se ha dicho en la definición de  consideraremos .  Determinaremos la función de transferencia usando el modelo híbrido p.

La corriente que circula por la rama de la carga es  y podemos despejar el valor de

Sustituyendo el valor de en  podemos obtener la ganancia de corriente en cortocircuito:

Sustituyendo el valor de  y agrupando algunos términos como

resulta la siguiente expresión:

es la frecuencia límite del circuito a la cual la ganancia de corriente en baja frecuencia (h_fe) se ve disminuída en 3dB, es decir,  nos determina el ancho de banda del circuito.

Recordando la definición de  y usando las ecuaciones precedentes, junto con la consideración de que , llegamos a la aproximación

Sabiendo esto, también podemos llamar a  el producto del ancho de banda por la ganancia de corriente en cortocircuito .  De manera que  si tenemos dos transistores con igual , el que tenga menor h_fe será el que tenga mayor ancho de banda.

CONCEPTO DEL POLO DOMINANTE:

En clases anteriores vimos la expresión resultante de la Frecuencia Inferior de Corte para un circuito amplificador configurado en emisor común.  Dicha expresión fue el resultado de aplicar el principio de Superposición en el modelo híbrido equivalente (H), de manera que obtuvimos tantas frecuencias de corte como condensadores independientes había en el circuito.  El concepto del Polo dominante, nos ayuda a reducir esta expresión y nos dice que:

§      A Baja Frecuencia, podemos decir que el polo dominante es el mayor polo de los encontrados, siempre y cuando éste diste del que le precede, al menos una década.  Matemáticamente podemos expresarlo como:

si  (donde  es el polo mayor (de mayor frecuencia) y  es el segundo mayor polo) entonces podemos decir que

§      A Alta frecuencia, podemos decir que el polo dominante es el menor polo de los encontrados, siempre y cuando éste diste del que le precede, al menos una década.  Matemáticamente podemos expresarlo como:

si  (donde  es el polo menor (de menor frecuencia) y  es el segundo menor polo) entonces podemos decir que

A manera de información general es bueno conocer que cuando una frecuencia es el doble de otra podemos decir que tales frecuencias distan entre sí “una Octava”.