Amplificador básico

Esperamos que haya adquirido los conocimientos suficientes sobre el punto de funcionamiento, su estabilidad y las técnicas de compensación en el capítulo anterior. Intentemos ahora comprender los conceptos fundamentales de un circuito amplificador básico.

Una señal electrónica contiene información que no se puede utilizar si no tiene la potencia adecuada. El proceso de aumentar la intensidad de la señal se denominaAmplification. Casi todos los equipos electrónicos deben incluir algún medio para amplificar las señales. Encontramos el uso de amplificadores en dispositivos médicos, equipos científicos, automatización, herramientas militares, dispositivos de comunicación e incluso en equipos domésticos.

La amplificación en aplicaciones prácticas se realiza mediante amplificadores multietapa. Varios amplificadores de una etapa se conectan en cascada para formar un amplificador de etapas múltiples. Veamos cómo se construye un amplificador de una etapa, que es lo básico para un amplificador de múltiples etapas.

Amplificador de transistor de una etapa

Cuando solo se usa un transistor con circuitos asociados para amplificar una señal débil, el circuito se conoce como single-stage amplifier.

Analizar el funcionamiento de un circuito amplificador de una sola etapa nos facilita comprender la formación y el funcionamiento de los circuitos amplificadores de varias etapas. Un amplificador de transistor de una sola etapa tiene un transistor, circuito de polarización y otros componentes auxiliares. El siguiente diagrama de circuito muestra cómo se ve un amplificador de transistor de una sola etapa.

Cuando se da una señal de entrada débil a la base del transistor como se muestra en la figura, fluye una pequeña cantidad de corriente de base. Debido a la acción del transistor, fluye una corriente mayor en el colector del transistor. (Como la corriente del colector es β veces la corriente base, lo que significa que I C = βI B ). Ahora, a medida que aumenta la corriente del colector, también aumenta la caída de voltaje a través de la resistencia R C , que se recoge como salida.

Por lo tanto, una pequeña entrada en la base se amplifica como la señal de mayor magnitud y fuerza en la salida del colector. Por tanto, este transistor actúa como amplificador.

Circuito práctico de un amplificador de transistor

El circuito de un amplificador de transistor práctico es como se muestra a continuación, que representa un circuito de polarización de divisor de voltaje.

Los diversos elementos destacados del circuito y sus funciones se describen a continuación.

Circuito de polarización

Las resistencias R 1 , R 2 y R E forman el circuito de polarización y estabilización, que ayuda a establecer un punto de funcionamiento adecuado.

Condensador de entrada C en

Este condensador acopla la señal de entrada a la base del transistor. El condensador de entrada C in permite la señal de CA, pero aísla la fuente de señal de R 2 . Si este condensador no está presente, la señal de entrada se aplica directamente, que cambia el sesgo en R 2 .

Condensador de acoplamiento C C

Este condensador está presente al final de una etapa y lo conecta a la otra etapa. Como acopla dos etapas, se llamacoupling capacitor. Este condensador bloquea la CC de una etapa para que ingrese a la otra, pero permite que la CA pase. De ahí que también se le llame comoblocking capacitor.

Debido a la presencia del condensador de acoplamiento C C , la salida a través de la resistencia R L está libre del voltaje de CC del colector. Si esto no está presente, las condiciones de polarización de la siguiente etapa cambiarán drásticamente debido al efecto de derivación de R C , ya que vendría en paralelo a R 2 de la siguiente etapa.

Condensador de derivación del emisor C E

Este condensador se emplea en paralelo a la resistencia de emisor R E . La señal de CA amplificada se pasa a través de este. Si esto no está presente, esa señal pasará a través de R E, lo que produce una caída de voltaje en R E que retroalimentará la señal de entrada reduciendo el voltaje de salida.

La resistencia de carga R L

La resistencia R L conectada a la salida se conoce comoLoad resistor. Cuando se utilizan varias etapas, entonces R L representa la resistencia de entrada de la siguiente etapa.

Varias corrientes de circuito

Pasemos por varias corrientes de circuito en el circuito amplificador completo. Estos ya se mencionan en la figura anterior.

Corriente base

Cuando no se aplica ninguna señal en el circuito base, la corriente base CC I B fluye debido al circuito de polarización. Cuando se aplica la señal de CA, también fluye la corriente de base de CA i b . Por lo tanto, con la aplicación de la señal, la corriente base total i B viene dada por

$$ i_B = I_B + i_b $$

Corriente del colector

Cuando no se aplica ninguna señal, una corriente CC de colector I C fluye debido al circuito de polarización. Cuando se aplica la señal de CA, también fluye la corriente de colector de CA i c . Por lo tanto, la corriente total del colector i C viene dada por

$$ i_C = I_C + i_c $$

Dónde

$ I_C = \ beta I_B $ = corriente de colector de señal cero

$ i_c = \ beta i_b $ = corriente de colector debido a la señal

Corriente del emisor

Cuando no se aplica ninguna señal, fluye una corriente de emisor de CC I E. Con la aplicación de la señal, la corriente total del emisor i E viene dada por

$$ i_E = I_E + i_e $$

Debe recordarse que

$$ I_E = I_B + I_C $$

$$ i_e = i_b + i_c $$

Como la corriente de base suele ser pequeña, cabe señalar que

$ I_E \ cong I_C $ y $ i_e \ cong i_c $

Estas son las consideraciones importantes para el circuito práctico del amplificador de transistores. Ahora háganos saber sobre la clasificación de amplificadores.