Introducción a la amplificación de señales pequeñas.

Es muy importante considerar que, desde el punto de vista de la corriente alterna, los circuitos amplificadores son muy distintos a los de corriente continua. Por ejemplo, las líneas de carga son completamente diferentes en los dos tipos de corriente. La polarización de un transistor tiene lugar únicamente en operación con corriente continua. El propósito, sin embargo, es el de establecer un punto Q en el que las variaciones de tensión y corriente sucedan en respuesta a una señal de corriente alterna. En las aplicaciones donde es necesario amplificar tensiones de señales muy pequeñas, como ocurre, por ejemplo, con las antenas, las variaciones en torno al punto Q son relativamente menores. Los circuitos diseñados para manejar magnitudes menores de corriente alterna se conocen como amplificadores de señal pequeña.

En la imagen que se encuentra a continuación se muestra un transistor polarizado con una fuente de tensión alterna, con acoplamiento capacitivo en la base y una carga en el colector de acoplamiento también capacitivo. Los condensadores de acoplamiento bloquean la corriente continua y así previenen que las resistencias de la fuente y de la carga modifiquen la tensión de polarización de la base y el colector. La tensión de la señal ocasiona que el voltaje de la base varíe por encima y debajo del valor de polarización de corriente continua. La variación resultante en la corriente de la base produce una variación mayor de la corriente del colector debido a la ganancia de intensidad del transistor.

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Amplificador con polarización de divisor de tensión controlada por una fuente de tensión alterna con resistencia interna Rs

Al aumentar la corriente del colector, disminuye la tensión del colector-emisor. La corriente del colector oscila por encima y debajo del valor de su punto Q en fase con la corriente de la base. Por su parte, la tensión de colector y emisor también oscila por encima y debajo del valor de su punto Q, pero con un desfase de 180° en relación con la tensión de la base, como ya se describió en la sección dedicada a la polarización.

Circuito equivalente de corriente alterna de transistores

Para ilustrar mejor el servicio de un transistor en un circuito amplificador, es de mucha utilidad representar el dispositivo por medio de un circuito equivalente, el cual utiliza varios parámetros internos del transistor a fin de representar su funcionamiento. En este contexto, existen varias formas de representación. Por ejemplo, un método se basa en los parámetros h (parámetros híbridos, especificados usualmente en la ficha técnica del fabricante). Otra forma consiste en observar los parámetros r (de fácil identificación por medio del funcionamiento del circuito). Las tablas que se encuentran a continuación muestran los cuatro parámetros h básicos de corriente alterna. El circuito indica la forma general que adopta el circuito equivalente de parámetros h. Específicamente se tienen tres tipos de circuitos equivalentes híbridos para configuraciones de emisor común, base común y colector común, cada uno de ellos con parámetros h diferentes.

Parámetros h de corriente alterna con subíndices

[pic 3] 

Circuito equivalente general de parámetros h para un transistor de corte con unión bipolar

Los parámetros r se representan en la siguiente tabla. No obstante, el análisis de los amplificadores de señal pequeña que utilizan estos circuitos equivalentes de corriente alterna no forma parte de este curso. Si le resultara necesario diseñar dichos circuitos, le recomendamos consultar literatura adecuada, donde se realice dicho análisis con las diferentes configuraciones de circuito y un punto de referencia común.

Relaciones de los parámetros h en las tres configuraciones de amplificadores

En la siguiente sección se introducen algunas consideraciones importantes acerca de las diferentes configuraciones con punto de referencia común. Algunas de ellas también aparecerán en los ejercicios.

En este ejemplo, la tensión de entrada se aplica a la base y la de salida al colector del transistor. La conexión del emisor es el punto de referencia común de las tensiones de entrada y salida.

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