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Circuito y recta de carga

Para que una señal esa amplificada tiene que ser una señal de corriente alterna.

No tiene sentido amplificar una señal de corriente continua, por que ésta no lleva ninguna información.

En un amplificador de transistores están involucradas los dos tipos de corrientes (alterna y continua).

La señal alterna es la señal a amplificar y la continua sirve para establecer el punto de operación del amplificador.

Este punto de operación permitirá que la señal amplificada no sea distorsionada.

Amplificador emisor común con transistor bipolar - Electrónica Unicrom

En el diagrama se ve que la base del transistor está conectada a dos resistores (R1 y R2).

Estos dos resistores forman un divisor de voltaje que permite tener en la base del transistor un voltaje necesario para establecer la corriente de polarización de la base.

El punto de operación en corriente continua está sobre una línea de carga dibujada en la familia de curvas de el transistor.

Esta línea está determinada por fórmulas que se muestran.

Hay dos casos extremos:

- Cuando el transistor está en saturación (Ic max.), que significa que Vce es prácticamente 0 voltios y....

- Cuando el transistor está en corte (Ic = 0), que significa que Vce es prácticamente igual a Vcc. Ver la figura.

Si se modifica R1 y/o R2 el punto de operación se modificará para arriba o para abajo en la curva pudiendo haber distorsión

Si la señal de entrada (Vin) es muy grande, se recortarán los picos positivos y negativos de la señal en la salida (Vout)

Establecimiento del punto de operación de un amplificador emisor común - Electrónica Unicrom

Capacitor de bloqueo (C1)

Este capacitor (condensador) se utiliza para bloquear la corriente continua que pudiera venir de Vin. Este capacitor actúa como un circuito abierto para la corriente continua y un corto circuito para la corriente alterna (la que se desea amplificar).

Estos capacitores no se comportan tan perfectamente en la realidad, pero se acercan bastante, pudiendo suponerse como ideales.

Capacitor de derivación (Ce)

El resistor Re aumenta la estabilidad de el amplificador, pero que tiene el gran inconveniente que es muy sensible a las variaciones de temperatura (causará cambios en la corriente de base, lo que causará variaciones en la corriente de emisor (recordar Ic = β Ib)).

Esto causará una disminución en la ganancia de corriente alterna, lo que no es deseable.

Para resolver el problema se pone en paralelo con Re un capacitor que funcionará como un corto circuito para la corriente alterna y un circuito abierto para corriente continua.

- El voltaje de salida estará dada por la siguiente fórmula:
Vout = Ic x Rc = β x Ib x Rc = hfe x Ib x Rc

- Ganancia de voltaje: ΔV - Vout / Vin = - Rc / Zin.
(el signo menos indica que Vout esta 180° fuera de fase con al entrada Vin)

- Ganancia de corriente: ΔI = (Vout x Zin) / (Vin x Rc) = ganancia de voltaje x Zin / Rc

- Ganancia de potencia = ganancia de voltaje x ganancia de corriente = ΔP = ΔV x ΔI

- Zin (impedancia de entrada) = R1 // R2 // hie, que normalmente no es un valor alto (contrario a lo deseado)
- Zo (impedancia de salida) =  Rc
- La salida está 180° desfasada con respecto a la entrada (es invertida)

Notas:
- β = hfe son parámetros propios de cada transistor
- hie = impedancia de entrada del transistor dada por el fabricante.
- // significa "en paralelo"

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