Existen diferentes formas de conectar un transistor, pero la configuración de circuito más común para un transistor NPN es la del circuito amplificador de emisor común .
El circuito de una etapa utiliza “polarización del divisor de voltaje”. Este tipo de disposición de polarización utiliza dos resistencias como una red divisoria potencial a través del suministro con su punto central que suministra el voltaje de polarización de base requerido al transistor. La polarización del divisor de voltaje se usa comúnmente en el diseño de circuitos amplificadores de transistores bipolares. Este método de polarización del transistor reduce en gran medida los efectos de la variación de Beta, (β) al mantener la polarización de la base en un nivel de voltaje constante constante que permite la mejor estabilidad. El voltaje base inactivo (Vb) está determinado por la red divisoria potencial formada por las dos resistencias, R1, R2 y el voltaje de la fuente de alimentación Vcc. La red divisoria potencial utilizada en el circuito amplificador emisor común divide la tensión de alimentación en proporción a la resistencia.
Vb = (Vcc * R2) / (R1 + R2)
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La misma tensión de alimentación, (Vcc) también determina la corriente máxima del colector, Ic cuando el transistor está completamente “ENCENDIDO” (saturación), Vce = 0. La corriente base Ib para el transistor se encuentra a partir de la corriente del colector, Ic y el Ganancia de corriente DC Beta, β del transistor.
β = d (Ic) / d (Ib)
Como la unión Base / Emisor está polarizada hacia adelante, el voltaje del Emisor, Ve será una caída de voltaje de unión diferente al voltaje Base. Si se conoce el voltaje a través de la resistencia del emisor, se puede calcular fácilmente la corriente del emisor, es decir, usando la ley de Ohm. La corriente del colector, Ic, puede ser aproximada, ya que es casi el mismo valor que la corriente del emisor.
En los circuitos amplificadores de emisor comunes, los condensadores C1 y C2 se utilizan como condensadores de acoplamiento para separar las señales de CA del voltaje de polarización de CC. Esto asegura que la condición de polarización configurada para que el circuito funcione correctamente no se vea afectada por ninguna etapa adicional del amplificador, ya que los condensadores solo transmitirán señales de CA y bloquearán cualquier componente de CC. La señal de salida de CA se superpone a la polarización de las siguientes etapas. También un condensador de derivación, Ce está incluido en el circuito de la pata del emisor. Este condensador es un componente de circuito abierto para polarización de CC, lo que significa que las corrientes y tensiones de polarización no se ven afectadas por la adición del condensador que mantiene una buena estabilidad del punto Q. El condensador de derivación cortocircuita la resistencia del emisor a señales de alta frecuencia y solo R1 más una resistencia interna muy pequeña actúa a medida que los transistores cargan aumentando la ganancia de voltaje al máximo. En general, el valor del condensador de derivación, Ce, se elige para proporcionar una reactancia de, como máximo, 1/10 del valor de Re en la frecuencia de señal de funcionamiento más baja.
Curvas de características de salida
Cuando el transistor se apaga, Vce es igual a la tensión de alimentación Vcc y este es el punto B de la línea. Del mismo modo, cuando el transistor está completamente “ENCENDIDO” y saturado, la corriente del colector está determinada por la resistencia de carga, R1, y este es el punto A en la línea. Se dibuja una línea de carga estática o de CC en las curvas para la resistencia de carga RL de 1.2kΩ para representar el punto de reposo. Calculando a partir de la ganancia de CC del transistor, la corriente base requerida para la posición media del transistor es 45.8μA marcada como el punto Q en la línea de carga que representa el punto Q del amplificador. Las oscilaciones máximas de la corriente base que están igualmente espaciadas a lo largo de la línea de carga se marcan como puntos N y M en la línea, dando una corriente base mínima y máxima de 20 μA y 80 μA respectivamente. Estos puntos, N y M pueden estar en cualquier lugar a lo largo de la línea de carga siempre que estén igualmente espaciados de Q. Esto proporciona una señal de entrada máxima teórica al terminal base de 60 μA pico a pico (30 μA pico) sin producir ninguna distorsión a la señal de salida. Cualquier señal de entrada que proporcione una corriente de base mayor que este valor conducirá al transistor a ir más allá del punto N y a su región de “corte” o más allá del punto M y a su región de saturación, dando como resultado una distorsión de la señal de salida en forma de “recorte”.
A medida que la corriente base Ib cambia en una dirección positiva de 50 μA a 80 μA, el voltaje del colector-emisor, que también es el voltaje de salida, disminuye de su valor de estado estable de 5.8v a 2.0v. Una sola etapa también es un “amplificador inversor”, ya que un aumento en el voltaje base causa una disminución en Vout y una disminución en el voltaje base produce un aumento en Vout, la señal de salida está desfasada 180 grados con la señal de entrada.
Ganancia de voltaje del emisor común
La ganancia de voltaje del amplificador emisor común es igual a la relación del cambio en el voltaje de entrada al cambio en el voltaje de salida del amplificador. También es igual a la relación entre la resistencia de la señal en el colector y la resistencia de la señal en el emisor.
Ganancia = d (Vl) / d (Vb) = – Rl / Re
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