El transistor bjt

EL BJT
TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR

TIPOS DE
TRANSISTORES
BJT
NPN PNP

Construcción
• Dispositivo semiconductor de tres capas: dos de material tipo n y una tipo p,
llamado transistor npn; o dos de material tipo p y una de tipo n, llamado
transistor pnp.
• Las capas exteriores se denominan colector y emisor, la capa intermedia se
denomina base.
• La capa del emisor está muy dopada, la base ligeramente dopada y el
colector está un poco dopado.
• Los grosores de las capas son como se muestran en las figuras:

Construcción
• La relación entre el grosor total y la capa central es de 0.150/0.001 =
150:1
• El dopado de la capa emparedada es considerablemente menor que
el de las capas externas (10:1 o menor)
• Esto reduce la conductividad al limitar el número de portadores libres.
• El término bipolar refleja el hecho de que huecos y electrones
participan en el proceso de inyección hacia el material opuestamente
polarizado.

• Se analizará el funcionamiento de un transistor pnp.
• La unión p-n de un transistor se polariza en inversa, mientras que la
otra se polariza en directa:
Operación del BJT.
Unión polarizada de directa Unión polarizada de inversa

• Como el material de la base es muy delgado y su conductividad baja,
unos pocos portadores se irán en esa dirección. IB normalmente es
del orden de microamperes.
• La mayoría de los portadores mayoritarios se difundirá a través de la
unión polarizada en inversa hacia el material tipo p.
• En polarización inversa, los portadores mayoritarios inyectados
aparecerán como portadores minoritarios en el material tipo n.
• Todos los portadores minoritarios de la región de empobrecimiento
atravesarán la unión polarizada en inversa.
Operación del BJT.

• Aplicando la ley de corrientes de Kichhoff:
• Además, la corriente del colector consta de 2 componentes:
Operación del BJT.
BCE III 
oritariosCOiosCmayoritarC III min

• La base es común tanto para la entrada como para la salida de la
configuración.
• La flecha en el símbolo gráfico define la dirección de la corriente del
emisor (flujo convencional) a través del dispositivo.
Base Común

• Para describir en su totalidad el comportamiento de un transistor
conectado en base común se necesitan dos conjuntos de
características: los parámetros de entrada y los parámetros de salida.
• En la figura se muestran los parámetros de entrada para el
amplificador en base común, que relaciona la corriente de entrada
IE con la tensión de entrada VBE para varios niveles de la tensión de
salida VCB.
Base Común

• El conjunto de parámetros de salida relacionan la corriente de salida
IC con la tensión de salida VCB para varios niveles de la corriente de
entrada IE , tal y como se muestra en la figura.
Base Común

• En la figura se muestran 3 regiones de operación: activa, de
corte y saturación.
Región activa.
• La unión base-emisor se polariza en directa y la unión colector-base se
polariza en inversa.
• A medida que la corriente del emisor se incrementa la corriente del
colector aumenta en una magnitud igual.
• La primera aproximación de la relación entre IE e IC en la región activa es:
Base Común
EC II 

Región de corte.
• Las uniones base-emisor y colector-base se polarizan en inversa.
• La corriente del colector, así como la del emisor, es 0A.
Región de saturación.
• Es la región de las características a la izquierda de cuando VCB = 0.
• Al incrementarse VCB hacia 0V hay un incremento exponencial en la
corriente del colector.
• Las uniones base-emisor y colector-base se polarizan en directa.
Base Común

• En los parámetros de entrada, para valores fijos de voltaje en
el colector VCB, a medida que se incrementa el VBE la corriente
del emisor incrementa de forma muy parecida a las
características del diodo.
• Como una aproximación, el cambio producido por VCB puede
ser ignorado.
• Por lo tanto podemos asumir que una vez que el transistor se
“enciende” supondremos el voltaje base-emisor como 0.7V.
Base Común

Ejemplo
• A partir de las gráficas de los parámetros de salida:
a) Determine la corriente del colector si IE = 3mA y VCB = 10V.
b) Determine la corriente del colector si IE permanece en 3mA y VCB
se reduce a 2V.
c) Con las caraterísticas de los parámetros de entrada y de salida
determine VBE si IC = 4mA y VCB = 20V.
d) Repita c) utilizando las características de los parámetros de
salida y el modelo simplificado.

Alfa (α)
• En modo de cd de operación los niveles de IC e IE originados por los
portadores mayoritarios están relacionados por una cantidad llamada
alfa:
• De manera práctica alfa va de 0.9 a 0.998.
• Como la definición de alfa es válida para los portadores mayoritarios,
podemos escribir la ecuación de IC como:
• El alfa de ca se define como factor de amplificación en cortocircuito
en base común, y se define como sigue:
E
C
cd
I
I

CBOEC III  
teconsVI
I
CBE
C
ca
tan



CONFIGURACIÓN EN
EMISOR COMÚN

• Los dos conjuntos de características (de entrada o de base-emisor y
de salida o de colector-emisor) para describir plenamente el
comportamiento de la configuración de emisor común se muestran a
continuación:
Emisor Común

• Aun cuando la configuración cambia, las relaciones previamente obtenidas
se conservan, es decir:
• Características de la configuración en emisor común:
1. IB está en micro-amperes en comparación con los mili-amperes de IC.
2. Las curvas de IB para la gráfica VCE-IC no son tan horizontales, lo que
indica que VCE también influye en la magnitud de IC.
3. En la región activa, la unión base-emisor se polariza en directa, en
tanto que la unión colector-base está en inversa.
4. IC no es igual a cero cuando IB = 0. la razón de esta diferencia se muestra
a continuación:
Emisor Común
CBE III  CBOEC III  
CBOBC III  )(CBOEC III  






11
CBOB
C
II
I

• Para futuras referencias, a la IC definida por la condición IB = 0, se le asignará
la notación indicada por la siguiente ecuación:
Emisor Común



10
CBO
CEOAIC
I
II
B
 Por lo tanto, IC = ICEO define la región de
corte para la configuración de emisor
común.
 El voltaje VBE al estar polarizado en directa,
de la misma manera que para el transistor
en base común, se deduce que su valor es
aproximado VBE = 0.7V, para cualquier nivel
de corriente de base.

Ejemplo
• Empleando las características de la configuración de
emisor común
a) Determine IC en IB = 30μA y VCE = 10V.
b) Determine IC en VBE = 0.7V y VCE = 15V.

• En el modo de cd los niveles de corriente IC e IB están relacionados por una
cantidad llamada beta(β), definida por la siguiente ecuación:
• Donde ambas corrientes se determinan en un punto de operación particular
en las características.
• Para dispositivos prácticos, el nivel de β por lo general varía entre 50 y 400,
aunque puede valer más.
• En hojas de especificaciones casi siempre se incluye βcd como hFE.
Beta (β)
B
C
cd
I
I


• Considerando las relaciones presentadas hasta ahora:
• Escribiendo la ecuación que relaciona las tres corrientes:
• Sustituyendo y dividiendo por IC:
• Multiplicando por αβ:
Relación entre Beta (β) y Alfa (α)

 C
B
B
C I
I
I
I


 C
E
E
C I
I
I
I

CBE III 
C
CC
I
II


1
11


  )1(  
)1( 





• Llevando a cabo el despeje pero ahora para β:
• Otra relación de interés se puede obtener recordando que:
• Y, utilizando la siguiente equivalencia:
      )1(
)1( 






1
CBO
CEO
I
I
)1(
1
1
)1(
1
)1(
1
























• Finalmente sustituyendo:
• Como se observa, beta es un parámetro particularmente importante porque
crea un vínculo directo entre los parámetros del circuito para una
configuración de emisor común, es decir:
• Y como ya se ha definido:
CBOCEO II )1(  
BC II 
)1(   BEBBEBCE IIIIIIII

CONFIGURACIÓN EN
COLECTOR COMÚN

Colector Común
• Se utiliza principalmente para acoplamiento de impedancias, ya que
tiene una alta impedancia de entrada y una baja de salida, lo
contrario de las configuraciones anteriores.

Colector Común
• La figura muestra una configuración de circuito de colector común.
• Se pueden diseñar utilizando las características de emisor común.
• Para fines prácticos, las características de salida son las mismas que
para la configuración de emisor común.
• Las características de salida se grafican como IE en función de VCE
para un rango de valores de IB (la corriente de entrada por tanto será
la misma).
• El eje horizontal se obtiene cambiando el signo del voltaje del
colector al emisor.
• El cambio de la escala vertical al reemplazar IC por IE será casi
imperceptible ya que α ≈ 1.

Límites de operación
• El nivel máximo de disipación se define como:
• En cualquier punto sobre la gráfica el producto de VCE por IC debe
ser 300mW.
• Si se selecciona que IC tenga un valor máximo de 50mA y se
sustituye en la relación anterior se obtiene que
• Si ahora se selecciona que VCE tenga un valor máximo de 20V, el
valor de IC queda como
CCEC IVP max
V
mA
mW
VCE 6
50
300

mA
V
mW
IC 15
20
300


Límites de operación
• Si ahora se elige un nivel de IC medio, tal como 25mA, resolviendo
para VCE resulta
• Si no se cuenta con las curvas características, sólo hay que
asegurarse que IC, VCE y su producto caigan dentro del siguiente
rango.
• Para las características de base común la curva de potencia máxima
se define por:
V
mA
mW
VCE 12
25
300

max
max
max
CCCE
CECECEsat
CCCEO
PIV
VVV
III



CCBC IVP max

Ejercicios configuración base común
1. Utilizando las características de los parámetros de entrada determine VBE
con IE = 5mA y VCB = 1, 10, 20V. ¿es razonable suponer que VCB tiene sólo
un efecto leve en la relación entre VBE e IE?
2. Con las características de los parámetros de salida determine la corriente
en el colector si IE = 4.5mA y VCB = 4V.
3. Repita el anterior pero con IE = 4.5mA y VCB = 16V.
4. ¿Cómo han afectado los cambios en VCB el nivel resultante de IC?
5. En base a los resultados anteriores, ¿cómo se relacionan IE e IC?
6. Utilizando las características de entrada y salida, determine IC si VCB = 10V
y VBE = 800mV.
7. Determine VBE si IC = 5mA y VCB = 10V.
8. Repita el inciso anterior utilizando las características de los modelos
aproximados para la unión base-emisor.
9. Compare las soluciones de los 2 incisos anteriores, ¿se puede ignorar la
diferencia si se presentan niveles de voltaje de más de algunos volts?

Ejercicios configuración emisor común
10. Dada αcd de 0.998, determine IC si IE = 4mA.
11. Determine αcd si IE = 28mA e IB = 20μA.
12. Encuentre IE si IB = 40μA y αcd = 0.98.
13. Defina ICBO e ICEO. ¿En qué son diferentes, cómo están relacionadas, son
de magnitud parecida?
Utilizando las características de los parámetros de entrada y salida:
1. Determine el valor de IC correspondiente a VBE = 750mV y VCE = 5V.
2. Determine el valor de VCE y VBE correspondiente a IC = 3mA e IB = 30μA.
3. Determine la beta de cd en un punto de operación de VCE = 8V e IC = 2mA.
4. Determine el valor de α correspondiente a ese punto de operación.
5. En VCE = 8V determine el valor correspondiente de ICEO.
6. Calcule el valor aproximado de ICBO con el valor de β del punto anterior.
7. Utilizando las características de salida determine ICBO en VCE = 10V.
8. Determine β en IB = 10μA y VCE = 10V. Con este valor calcule ICBO.

Ejercicios configuración emisor común
Con base en las características de los parámetros de salida:
9. Determine β con IB = 80μA y VCE = 5V.
12. ¿Cambia el valor de β de punto a punto sobre la curva de las
características? ¿dónde se encontraron los valores más altos? ¿A qué
conclusión se puede llegar?
13. Determine β en IB = 25μA y VCE = 10V. Luego calcule el nivel de αcd y el
nivel resultante de IE. (Use el nivel de IC determinado por IC = βcdIB.)

Conceptos básicos
• Polarización. Comprende todo lo relacionado a la aplicación de
voltajes de cd para establecer un nivel fijo de corriente y voltaje.
• Punto de operación. La corriente de dc y el voltaje resultantes
establecen un punto de operación sobre las características que
define la región que será empleada para la amplificación de la señal
aplicada. Dado que este es un punto fijo, también se le llama punto
de reposo o punto Q (quiescent point).
• Región activa. Zona de operación donde el transistor se comporta
como un amplificador. Unión base-emisor en polarización directa,
unión base-colector en polarización inversa.
• Región de corte. Definida por IB ≤ 0μA. Unión base-emisor en
polarización inversa, unión base-colector en polarización inversa.
• Región de saturación. Definida por VCE ≤ VCEsat. Unión base-emisor
en polarización directa, unión base-colector en polarización directa.
• PCmax. Máxima potencia que puede disipar el transistor.

• Esta es la polarización en cd más simple, válida para npn y pnp.
0 BEBBCC VRIV
 Unión base-emisor:
B
BECC
B
R
VV
I


 Unión colector-emisor:
BC II 
0 CECCCC VRIV
CCCCCE RIVV 
Configuración de polarización fija

Ejemplo
• Determine: IBQ e ICQ, VCEQ, VB, VC, VBC.

• Esta polarización contiene un resistor emisor para mejorar la estabilidad del
nivel en relación con la de la configuración de polarización fija.
0 EEBEBBCC RIVRIV
EB
BECC
B
RR
VV
I
)1( 



CE II 
0 CCEECECC VRIVRI
)( ECCCCCE RRIVV 
BE II )1(  
Configuración de polarización de emisor

Ejemplo
• Determine IB, IC, VCE, VC, VE, VB, VBC.

• Este circuito de polarización es independiente de la β del transistor, dado que
este valor puede ser alterado por la temperatura.
21
2
RR
VR
V CC
Th


21 || RRRTh 
Configuración de polarización por divisor
de voltaje

CE II 
Configuración de polarización por divisor
de voltaje
0 EEBEThBTh RIVRIV
BE II )1(  
ETh
BETh
B
RR
VV
I
)1( 




• Determinar VCE e IC para la siguiente red:
Ejemplo

• La sensibilidad del circuito ante cambios de la β del transistor o a variaciones
de temperatura es menor que la de los circuitos de polarización anteriores.
Configuración de polarización con
retroalimentación de voltaje
0'  EEBEBBCCCC RIVRIRIV
)( ECB
BECC
B
RRR
VV
I




BC II 
ECC III '
CE II 

• En esta configuración la salida se toma de la terminal del emisor como se
muestra en la figura siguiente.
0 EEEEBEBB VRIVRI
EB
BEEE
B
RR
VV
I
)1( 



0 EEEECE VRIV
EEEECE RIVV 
BE II )1(  
Configuración en emisor-seguidor

• Ejemplo: Determinar VCE e IE para la siguiente red:
Configuración en emisor-seguidor

• En esta configuración se utilizan dos fuentes y la base es la terminal común
entre la terminal del emisor de entrada y la terminal de colector de salida.
0 BEEEEE VVRI
 Unión base-emisor:  Unión base-colector:
0 CBCCCC VRIV
CECCCB RIVV E
BEEE
E
R
VV
I


EC II 
Configuración en base común

 Aplicando la ley de voltajes a todo el perímetro de la red se tiene:
0 EECECCCCEE RIVRIVV
EC II 
EECCCCEECE RIRIVVV 
)( ECECCEECE RRIVVV 

• Ejemplo: Determinar IB e IE y los voltajes VCE y VCB para la siguiente red:

• Ejemplo: Determinar IB e IC y los voltajes VCE, VB, VC, VE y VBC para la siguiente
red.
Otras configuraciones

Resumen
Emisor o colector común:
• Obtener una expresión para la corriente de base (corriente de
entrada).
• Obtener la corriente de colector o emisor (corriente de salida) a partir
de la corriente de base.
• Obtener voltaje de salida: colector-emisor.
Base común:
• Obtener una expresión para la corriente del emisor (corriente de
entrada).
• Obtener la corriente del colector (corriente de salida).
• Obtener voltaje de colector-emisor y el de base-colector.

• Saturación se aplica a cualquier sistema donde los niveles alcanzan los
valores máximos.
• Para el transistor que opera en la región de saturación la corriente es el nivel
máximo para el diseño particular (Si se cambia el diseño, el nivel de
saturación puede cambiar también).
C
CC
CsatC
R
V
II 
 Según las gráficas la región de
saturación se define para VCE=0V.
Saturación en polarización fija
 0
0
CsatC
CE
CE
II
V
R

Análisis por recta de carga
CCICE VV
C
0
CCCCCE RIVV 
Csat
C
CC
VC I
R
V
I
CE
0

• Con la recta de carga y el punto Q definido en la gráfica,
determine los valores de VCC, RB y RC para la
configuración dada.

a) Trace la recta de carga para la red de la figura de la izquierda en las características del transistor
que aparece en la gráfica de la derecha.
b) Para un punto Q en la intersección de la recta de carga con una corriente de base de 20μA,
determine los valores de IC y VCE.
c) Determine la beta de cd en este punto.
d) Con este valor de beta, determine el valor de RB.

Introducción
• El transistor es un dispositivo amplificador (la señal de salida es
mayor que la de entrada).
• El factor que permite que la potencia de salida de ca sea mayor que
la potencia de entrada de ca es la potencia de cd aplicada, la cual
contribuye a la potencia de salida total aún cuando una parte de esta
se disipe en el dispositivo y en las resistencias.
• La eficiencia de conversión se define como:
• Donde
• Po(ca) es la potencia de ca suministrada a la carga
• Pi(cd) es la potencia de cd suministrada.
)(
)(
cdi
cao
P
P


Introducción
• El teorema de superposición es aplicable al análisis y diseño de los
componentes de cd y ca de una red BJT, lo que permite separar el
análisis de las respuestas de cd y ca.
• Se puede realizar un análisis completo de cd y a partir de éste
realizar el análisis completo de ca.
• El análisis de cd determinará uno de los componentes del análisis de
ca.

Modelo del BJT
• Modelo: combinación de elementos de un circuito, apropiadamente
seleccionados, que simulan de forma aproximada el comportamiento
real de un dispositivo semiconductor en condiciones específicas de
operación.
• Una vez determinado el circuito equivalente de ca, el símbolo
esquemático del dispositivo puede ser reemplazado por este circuito
equivalente y los métodos básicos de análisis de circuitos aplicados
para determinar las cantidades deseadas de la red.
• Como sólo interesa la respuesta de ca, las fuentes de cd pueden ser
reemplazadas por un equivalente de 0V (los niveles de cd fueron
importantes para determinar el punto Q de operación correcta).
• Los capacitores de acoplamiento se eligieron con una baja reactancia
por lo que pueden ser reemplazados por una ruta de baja resistencia
o un cortocircuito.

Circuito característico de
un transistor
Circuito después de la eliminación de
la fuente de cd y la inserción del
equivalente de cortocircuito para los
capacitores
Modelo del BJT

Modelo del BJT
• Es importante definir el equivalente ca para los parámetros de interés
como Zi, Zo, Ii e Io.
• Las cantidades encontradas en la red reducida deben ser las mismas
definidas por la red original.
• En ambas redes la impedancia de entrada se define de base a tierra,
la corriente de entrada como la corriente de base del transistor, el
voltaje de salida como el voltaje del colector a tierra, y la corriente de
salida como la corriente que fluye a través del resistor de carga RC.

Circuito vuelto a dibujar para el análisis de ca
V0
-
Modelo del BJT
i
i
i
I
V
Z 
o
o
o
I
V
Z 
i
o
v
V
V
A 
i
o
i
I
I
A 

Configuración de emisor común
Determinación del circuito equivalente de
entrada de un transistor BJT.
Modelo re del BJT

• Vi = Vbe, Ii = Ib
• La corriente a través de la unión polarizada en directa es IE
Circuito equivalente del lado de la entrada
de un transistor BJT
Modelo re del BJT

• Las características del colector para una β constante puede
reemplazarse por una fuente controlada.
Circuito equivalente de un transistor BJT
Modelo re del BJT

• Se sustituye al diodo por su resistencia equivalente.
Reemplazo del diodo por su resistencia
equivalente determinada por el nivel de IE
(Circuito equivalente mejorado)
DDTD ImVIVr /26/  Ee ImVr /26
b
be
b
i
i
I
V
I
V
Z 
ebebbebceebe rIrIIrIIrIV )1()()(  
ee
b
eb
b
be
i rr
I
rI
I
V
Z 



 )1(
)1(
Modelo re del BJT

Reemplazo del diodo por su resistencia
equivalente determinada por el nivel de IE
(Circuito equivalente mejorado)
DDTD ImVIVr /26/  Ee ImVr /26
Modelo re del BJT

• La pendiente de cada curva definirá una resistencia en ese punto
como sigue:
Representación de la impedancia
de salida del transistor BJT.
Modelo re de la configuración de
transistor en emisor común
incluido el efecto de ro.
CCEo IVr  /
Modelo re del BJT

• Los valores comunes de β van de 50 a 200.
• Los valores de típicos de Zi definidos por βre van de unos cientos de
ohms a un máximo de 6kΩ a 7kΩ.
• La resistencia de salida ro, que define a Zo, en general está en el
intervalo de 40kΩ a 50kΩ.
Modelo re del BJT

Configuración de base común
• Al diodo lo puede reemplazar su resistencia de ca equivalente,
determinada por:
Modelo re del BJT
Circuito equivalente de un transistor BJT
Ee ImVr /26

• Las líneas casi horizontales indican que la resistencia de salida ro
será bastante alta.
Representación de la impedancia
de salida del transistor BJT.
Modelo re de la configuración de
transistor en base común incluido
el efecto de ro.
Modelo re del BJT
CCEo IVr  /

• Los valores de la impedancia de entrada son bajos ya que son
únicamente el valor de re, que van de unos cuantos ohms hasta 50Ω.
• La resistencia de salida ro en general está en el intervalo de los
megaohms.
Modelo re del BJT

eB rRei
eBi
rZ
rRZ



10
||



Co RrCo
oCo
RZ
rRZ
10
||



e
i
b
r
V
I


)||)(( oCbo rRIV 
)||( oC
e
i
o rR
r
V
V 








Co Rre
C
V
e
oC
i
o
V
r
R
A
r
rR
V
V
A
10
)||(



Polarización fija en ca
Zo se define para Vi=0

• Relación de fase. El signo negativo de Av en la ecuación resultante
revela un desfasamiento de 180° entre las señales de entrada y
salida.
• Es el resultado de que βIb establezca una corriente a través de RC la
cual producirá un voltaje a través de RC, lo opuesto al definido por Vo.

• Para la siguiente red, determinar:
• Calcule Zo y Av para ro = 50kohms.
)(),(,,  oVooie rArZZr

POLARIZACIÓN POR
DIVISOR DE VOLTAJE
PARA CA

erRei
ei
rZ
rRZ



10'
||'



Co RrCo
oCo
RZ
rRZ
10
||



e
i
b
r
V
I


)||)(( oCbo rRIV 
)||( oC
e
i
o rR
r
V
V 







 Co Rre
C
V
e
oC
i
o
V
r
R
A
r
rR
V
V
A
10
)||(



Polarización por divisor de voltaje para ca

• Para la siguiente red, determinar:
• Calcule Zi, Zo y Av para ro = 50kohms.
)(),(,,  oVooie rArZZr
Polarización por divisor de voltaje para ca

POLARIZACIÓN EN
EMISOR COMÚN PARA
CA

• Se omite el efecto de ro.
Polarización en emisor común para ca
Ebbei RIIrV )1(  
eE rREEeb
Ee
b
i
b
RRrZ
Rr
I
V
Z





)(
)1(
bBi ZRZ ||
Co RZ 
C
b
i
o R
Z
V
V 





 
CbCoo RIRIV 

E
C
V
Ee
C
b
C
i
o
V
R
R
A
Rr
R
Z
R
V
V
A




• Desfasamiento de 180° entre las señales de
entrada y salida.

• Para la siguiente red, sin CE, determinar:
• Repita el análisis con CE conectado.
Voie AZZr ,,,

POLARIZACIÓN EN
EMISOR SEGUIDOR
PARA CA

•
• El voltaje del emisor está en fase con el
voltaje de entrada Vi (de ahí el nombre de
seguidor).
• Como el colector se conecta a tierra para
el análisis de ca, en realidad es una
configuración de colector común.
• Se utiliza para propósitos de igualación
de frecuencia.
• Alta impedancia de entrada y baja
impedancia de salida.
• Efecto resultante similar al obtenido con
un transformador (la carga se iguala a la
impedancia de la fuente para una máxima
transferencia de potencia a través del
sistema).
Polarización en emisor seguidor para ca
1VA

Ebbei RIIrV )1(  
Ee
b
i
b Rr
I
V
Z )1(   bBi ZRZ ||
eE rREEeb RRrZ 
  )(

b
i
be
Z
V
II )1()1(  
Ee
i
e
Rr
V
I
)1(
)1(





eeEo rrRZ  ||
Ee
i
e
Rr
V
I


Ee
iE
o
Rr
VR
V


1


Ee
E
i
o
V
Rr
R
V
V
A

• Para la siguiente red determinar: Voie AZZr ,,,

POLARIZACIÓN EN
BASE COMÚN PARA CA

•
• Impedancia de entrada baja e impedancia de salida y ganancia de
corriente menor a 1.
• La ganancia de voltaje resultante puede ser bastante grande.
Polarización en base común para ca
1iA

CeCoo RIRIV eEi rRZ ||
Co RZ 
e
i
e
r
V
I 
C
e
i
o R
r
V
V 
e
C
e
C
i
o
V
r
R
r
R
V
V
A 

ieo
ie
III
II
 

1 
i
o
i
I
I
A

• Para la siguiente red determinar: ivoie AAZZr ,,,,

Ganancia de corriente
• Para cada configuración de transistor, la ganancia de corriente se
puede determinar directamente a partir de la ganancia de voltaje, la
carga definida y la impedancia de entrada.
i
i
i
Z
V
I 
L
i
i
o
i
i
L
o
i
o
i
R
Z
V
V
Z
V
R
V
I
I
A 


L
o
o
R
V
I  L
i
vi
R
Z
AA L


Efecto de RL y RS
Ganancia sin carga Ganancia con carga Ganancia del sistema

Efecto de RL y RS
eBi rRZ ||
oCo rRZ ||e
i
b
r
V
I


)||(' LCbLbo RRIRIV  
)||( LC
e
i
o RR
r
V
V 








e
LC
i
o
V
r
RR
V
V
A L
)||(

LCLCoL RRRRrR ||||||' 

Efecto de RL y RS
si
si
i
RZ
VZ
V


e
LC
i
o
V
r
RR
V
V
A L
)||(

si
i
s
i
RZ
Z
V
V


Ls
s
v
si
i
v
s
i
i
o
s
o
v
A
RZ
Z
A
V
V
V
V
V
V
A




Efecto de RL y RS
• Si al circuito se le conecta una carga de 4.7kohms y se considera una
resistencia de la fuente de 0.3kohms determine sL VVoi AAZZ ,,,

Efecto de RL y RS
• Polarización por medio
del divisor de voltaje con
Rs y RL
e
LC
i
o
V
r
RR
V
V
A L
)||(

ei rRRZ |||| 21
oCo rRZ ||

Efecto de RL y RS
• Configuración en emisor
seguidor con Rs y RL
eLE
LE
i
o
V
rRR
RR
V
V
A L


||
||
bBi ZRZ ||
eo rZ 
)||( LEb RRZ 

Efecto de RL y RS
• La ganancia de voltaje con carga de un amplificador siempre es
menor que la ganancia sin carga.
• La ganancia obtenida con una resistencia de la fuente siempre será
menor que la obtenida con carga o sin carga.
• Para la misma configuración AvNL>AvL> Avs.
• Para un diseño particular, cuanto mayor sea el nivel de RL, mayor
será el nivel de la ganancia de ca.
• Para un amplificador particular, cuanto menor sea la resistencia
interna de la fuente de señal, mayor será la ganancia total.

AMPLIFICADORESBJTCON ELEFECTODE RS YRL

Capacitor de acoplo
• A mayor frecuencia, menor reactancia.
• A frecuencias muy altas, la reactancia es aproximadamente 0 -> corto
circuito.
• A frecuencias muy bajas la reactancia tiene valores muy grandes ->
circuito abierto.
• Un capacitor de acoplamiento busca no alterar la señal de alterna y
no dejar pasar las componentes de corriente directa.
• La capacitancia de acoplamiento para un circuito de ca depende de
la resistencia de carga.
fC
XC
2
1

LC RX 1.0

Capacitor de acoplo
Ejemplo.
• Calcular el valor del capacitor de acoplamiento para un amplificador
de audio (frecuencias de 20Hz a 20KHz) con una resistencia de
carga de 2kohms.
F
HzfX
C
fC
X
C
C



78.39
)200)(20(2
1
2
1
2
1




 200)2000(1.0CX

Capacitor de desacoplo
• Elimina los efectos de una señal de alterna porque la aterriza a tierra.
• Para calcular su valor se ocupa la misma relación:
LC RX 1.0

Amplificadores BJT acoplados por RC
1212 |||| Lei RrRRZ  
e
iC
V
e
LC
V
r
ZR
A
r
RR
A
)||(
)||(
2
1
1


e
C
NLV
r
R
A 2
NLvvNLV AAA T 21
NLv
Lo
L
i
o
v TT
A
RZ
R
V
V
A


Tvio AVV 
ei rRRZ |||| 211 
Co RZ 2

Amplificadores BJT acoplados por RC
• Calcule la ganancia de voltaje sin carga y el voltaje de salida del
circuito de la figura.
• Calcule la ganancia total y el voltaje de salida si se aplica una carga
de 4.7kΩ a la segunda etapa, compare con los resultados anteriores.
• Calcule la impedancia de entrada de la primera etapa y la impedancia
de salida de la segunda etapa.

Configuración Cascode
• Impedancia de entrada relativamente alta y baja ganancia de voltaje para la
primera etapa.
• La etapa de emisor común proporciona una impedancia mayor que la de
base común.
• Con una ganancia de voltaje de 1 la capacitancia de entrada se mantiene
bastante baja lo que asegura una buena respuesta en alta frecuencia.
• La etapa de base común proporciona una gran ganancia de voltaje para dar
un buen nivel de impedancia de entrada.

• La carga en el transistor Q1 es la
impedancia de entrada al transistor Q2
en configuración de base común.
e
C
V
e
e
e
C
V
r
R
A
r
r
r
R
A


2
1
1
21 vvV AAA T


• Calcule la ganancia de voltaje sin carga.

Configuración Darlington
• El transistor compuesto actúa como una sola unidad con una
ganancia de corriente que es el producto de las ganancias de
corriente de los transistores individuales.
• Para un transistor Darlington encapsulado:
(2N999)
12 D

• Las ecuaciones son las mismas que para un transistor regular, sólo que βD
tiene un valor mucho más grande, igual que VBE.
0 EEBEBBCC RIVRIV
EDB
BECC
B
RR
VV
I



CE II 
EEE RIV 
BEEB VVV 
BDE II 
Darlington, polarización en CD

Configuración Darlington
• Calcule los voltajes y corrientes de polarización en cd.

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