Marco Teórico El amplificador diferencial.
Enviado por fbolt • 12 de Febrero de 2016 • Prácticas o problemas • 894 Palabras (4 Páginas) • 371 Visitas
Marco Teórico
El amplificador diferencial
Transistores, diodos y resistencias son los únicos componentes prácticos incluidos en los CI prácticos. También puede emplearse condensadores, aunque suelen ser pequeños de menos de . Por esta razón, los diseñadores de CI no pueden utilizar condensadores de acoplo y desacoplo de la misma forma que lo hacen un diseñador de circuitos discretos. En su lugar, el diseñador de circuitos integrados tiene que emplear el acoplamiento directo entre etapas y también tiene que eliminar el condensador de acoplo de emisor sin perder demasiada ganancia de tención. [pic 1]
El amplificador diferencial es clave. El diseño de este circuito es extremadamente inteligente porque elimina la necesidad del condensador de desacoplo del emisor. Por esta razón y otras razones, el amplificador diferencial se utiliza como etapa de entrada en casi todos los amplificadores operaciones integradas.
Entradas y Salidas Diferenciales
En la figura 1.1 muestra un amplificador diferencial. Se trata de dos etapas de emisor común en paralelo con una resistencia con una resistencia emisor común. Aunque tiene dos tenciones de entrada ( y ) y dos tenciones de colector ( y ), existe frecuencia de corte inferior. [pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]
La tención alterna de salida se define como la tensión entre los colectores de la polaridad mostrada en la figura 1.1:[pic 6]
[pic 7]
Esta tención se denomina salida diferencial porque combina las dos tenciones internas de colector en una sola tención, que es igual a la diferencia de las tenciones de colector.
Idealmente, el circuito implementa transistores idénticos y resistencias de colector iguales. Si la simetría es perfecta, cuando las dos tenciones de entrada son iguales. Cuando es mayor que la tención de salida tiene polaridad mostrada en la figura 1.1. Cuando V2 es mayor que V1, la tención de salida se invierte y tiene la polaridad opuesta.[pic 8][pic 9][pic 10]
Configuración 1: Configuración con dos voltajes de señal de la misma fase.
[pic 11]
Figura 1.1. Amplificador Diferencial
El amplificador diferencial de la figura 1.1 tiene dos entradas separadas. La entrada se denomina entrada no inversora porque está en fase con . Por otro lado se denomina entrada inversora porque está desfasada 180° respecto a.[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]
Cuando tanto la entrada no inversora como la inversora estén presentes, la entrada se denomina entrada diferencial, porque la tensión de salida es igual a la ganancia de tención por la diferencia de las dos tenciones de entrada. La ecuación para la tensión de salida es:
[pic 18]
Donde es la ganancia de tención. [pic 19]
Configuración 2. Modo común:
En la siguiente figura se muestra un amplificador diferencial en modo común:
[pic 20]
Figura 1.2. Amplificador diferencial en configuración modo común.
Polarización en dc: Modo común:
[pic 21]
La corriente de polarización directa del emisor es
[pic 22]
Y como los transistores están apareados
[pic 23]
Por lo cual, tenemos un voltaje de colector de
[pic 24]
Configuración 3. Modo simple.
En la siguiente figura 1.3 se muestra un amplificador diferencial con una entrada simple:
[pic 25]
Figura 1.3. Amplificador diferencial en configuración entrada simple.
Ganancia del voltaje de ac
Suponiendo que los dos transistores se encuentren bien apareados, tenemos
[pic 26]
[pic 27]
De acuerdo con la Ley de Voltajes de Kirchhoff
[pic 28]
Por lo tanto
[pic 29]
Suponiendo que
[pic 30]
Entonces
[pic 31]
Y la magnitud del voltaje de salida en cualquier colector es
[pic 32]
Para el cual, la magnitud de la ganancia de voltaje de terminal simple en cualquier colector es
[pic 33]
Desarrollo
- Configuración de entrada simple
Los cálculos teóricos que se realizaron son los siguientes:
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