Respuesta En Frecuencia Del Bjt Y Fet

RESPUESTA A LA FRECUENCIA BJT y FET

OBJETIVO: entender el comportamiento de la frecuencia en los amplificadores BJT y FET

LOGARÍTMOS

En el eje horizontal se grafica la frecuencia el rango de valores es de diez a uno (10-1) (ej. 1 Hz a 10 Hz, 10 kHz a 100 kHz, 500 Hz a 5 kHz).

Cada década a lo largo de cada eje ocupa la misma cantidad de espacio el rango de valores es de dos a uno (2-1) (ej. 5-10,80-160,1000-2000).

Cada octava ocupa la misma cantidad de espacio.

DECIBELES

Son las unidades usadas para comparar dos niveles de potencia, la ganancia de potencia de un sistema en dB está dada por:

dB=10〖log〗_10 P_2/P_1

P1 y P2 son las potencias de entrada y salida de un sistema, respectivamente.

Si P2 > P1, la pasada ecuación será un número positivo indicando que el sistema es un amplificador.

Si P2 < P1, la pasada ecuación será un número negativo indicando que el sistema es un atenuador (reducción de potencia).

Si las resistencias donde P1 y P2 son consumidas son iguales, entonces la ganancia en potencia es:

dB=20〖log〗_10 V_2/V_1

Si queremos conocer la ganancia de voltaje donde no necesariamente las resistencias son iguales, se determina con la siguiente fórmula.

dB(ganancia en voltage)=20〖log〗_10 V_2/V_1

Los dB son derivados de una razón y por lo tanto representan una comparación de un nivel de voltaje o debe especificar el nivel de referencia)

Un nivel de referencia estándar usado comúnmente es el nivel de potencia de 1 mW y cuando la referencia es 1 mW, la unidad en decibeles es dBm cuya fórmula es:

dBm=10〖log〗_10 (p/(1×〖10〗^(-3) ))

RESPUESTA EN FRECUENCIA Y MODELOS

La respuesta en frecuencia de un amplificador tiene tres áreas:

La región de baja frecuencia, descrita por la respuesta de un filtro pasaalto

Una región independiente de la frecuencia (área central de la curva)

La región de alta frecuencia, descrita por la respuesta de un filtro pasabajos

GRAFICAS DE BODE

Diagrama de Bode o Respuesta de Frecuencia es la variación causada, si alguna, en el nivel de la señal de salida cuando la frecuencia de la señal es cambiada o la manera en el cual el artefacto

responde a cambios en la frecuencia de la señal. Las variaciones en la salida pueden ser: en la amplitud (la ganancia del amplificador es una función de la frecuencia) en el ángulo de fase (cambio en fase) de la salida relativo a la entrada

La magnitud de la respuesta de frecuencia (diagrama de Bode) de un amplificador es representada en una gráfica que muestra la amplitud de la salida (ganancia de voltaje) vs. Frecuencia.

RESPUESTA A BAJA FRECUENCIA AMPLIFICADOR BJT

Aplicando por divisor de voltaje

Cs está conectado entre la fuente y el dispositivo, establecemos la forma general de la configuración RC.

Establecemos ahora que la resistencia total es Rs+Ri

.

Empleamos los resultados de análisis en baja frecuencia

Vi⃓med=RiVs/(Ri+Rs) f_Ls=1/2π(Rs+Ri)Cs

El voltaje Vo será el 70.7% el valor de la banda media

Equivalente en ca, el valor de Ri se determina como Ri=R1‖R2‖βr_e

El Vi aplicado a la entrada del dispositivo se puede determinar empleando un divisor de voltaje

Vi=RiVs/(Ri+Rs-j〖Xc〗_s )

El capacitor de acoplamiento (Cs) se conecta entre la salida del dispositivo y la carga, la configuración de RC es:

Empleando la misma formula la resistencia ahora seria R_0+R_L obteniendo

f_Ls=1/2π(R_0+R_L )Cs

Y al igual que en Cs será 70.7% el valor de nuestro voltaje de salida en la banda de frecuencia media.

Análisis en ca con Vi=0v Ro=R_c ‖r_0

C_E

Para este análisis definimos la red de la siguiente manera, y nuestra frecuencia de corte queda determinada por

f_Ls=1/(2π(R_e C_E))

Análisis en ca el valor de R_E se determina como

R_e=R_E ‖((R^' s)/β+r_e )

donde R's=Rs‖R1‖R2

Otra forma de analizar el efecto de A_v=(-Rc)/(r_e+R_E )

La ganancia máxima está disponible cuando R_E es 0, pero a bajas frecuencias, el capacitor C_E se comporta como circuito abierto. Al incrementar la frecuencia, la reactancia del capacitor disminuirá hasta

...