Diseño: Polarización

Introducción:

El amplificador diferencial es una configuración basada en transistores, en la cual su voltaje de salida es proporcional al voltaje de entrada; presenta también una ganancia bastante alta y esta acoplado en DC a los voltajes de entrada.

El amplificador diferencia se puede encontrar configurado con BJTs o con MOSFETs. En esta oportunidad se trabajo con MOSFETs, sin embargo su comportamiento es muy parecido a los BJTs, en donde encontramos ganancias similares y la propiedad de una rápida conmutación que sufren los pares diferenciales en gran señal.

Existen dos razones relevantes por las cuales es conveniente usar amplificadores diferenciales: la primera es por su insensibilidad al ruido y a las interferencias, y la segunda porque esta configuración permite polarizar el amplificador y conectar etapas de amplificadores sin la necesidad de capacitores de derivación o acople.

Diseño:

Polarización:

En el proceso de polarización se obtiene el siguiente circuito con sus respectivos valores de voltajes y corrientes relevantes:

Análisis por pequeña señal:

Primero se determinaron los gm de cada uno de los transistores:

1/gm2=1/gm3=10,35k

1/gm1=7,25k

Obtuvimos el siguiente circuito equivalente en pequeña señal:

Del cual se obtuvo la siguiente ganancia:

Vo/Vin=10,63

El manejo lineal es:

Vin<0,14V

Análisis de gran señal:

Cuando Vin aumenta, se encontró que el manejo se lo lleva M2, haciendo que M2 tienda a región de corte.

Cuando Vin disminuye, se encontró que el manejo se lo lleva M1, haciendo que M1 tienda a región de tríodo.

La condición para que ningún transistor conmute está dada por:

-500mV<Vin<500mV

Para tener un aumento de 1V en Vo con respecto a la polarización (Vo=2,2V) el Vin debe ser:

Vin=0,1V

Para tener una disminución de 1V en Vo con respecto a la polarización (Vo=0,2V) el Vin debe ser:

Vin=-0,1V

Medición

Pequeña señal.

Durante las mediciones obtuvimos los siguientes resultados:

Vg1=-3,42 V

Vs2=Vs3=-3,1V

Ids3=25µA

Ids2=22µA

Vo=0,22V

Se presentaron diferencias en cuanto a los valores

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