Tengo problemas para entender los amplificadores de emisor común.
¿Alguien podría explicar cómo RE1 está limitando la ganancia del amplificador en este circuito?
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Jodi
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Para una aproximación de primer nivel para la ganancia de AC, haga estas suposiciones para un transistor casi perfecto:
- El transistor tiene una ganancia muy alta.
- Como seguidor de emisor, la ganancia es igual a 1.
- \$i_e = i_c\$
- \$C_E\$ y \$C_b\$ son cortos de AC (no son propiedades del transistor).
Para un análisis de AC simple:
$$i_e = {v_{in} \over R_{e1}}$$
$$v_{out} = i_c R_c $$
Combinando las ecuaciones anteriores y el Ítem 3 mencionado anteriormente:
$$v_{out} = {v_{in} \; R_c \over R_{e1}}$$
Por lo tanto, la ganancia es: $${v_{out} \over v_{in}} = {R_c \over R_{e1}}$$
Esto ignora completamente la resistencia del emisor que se da por:
$$ r'_e = {V_T \over I_e}$$ Donde \$I_e\$ es la corriente del emisor en DC.
\$V_T\ = {kT \over q}\$, donde k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura absoluta, y q es la carga de un electrón. \$V_T\$ es aproximadamente 25 mV a temperatura ambiente.
\$r'_e\$ se suma a \$R_{e1}\$ lo cual nos da una mejor aproximación de la ganancia: $${v_{out} \over v_{in}} = {R_c \over {R_{e1}+r'_e}}$$
Este es un modelo excesivamente simplificado para la ganancia de AC del amplificador de emisor común, pero es lo suficientemente preciso para comprender la ganancia.
Autistic
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¡Piensa en Q1 teniendo una ganancia muy alta para que puedas omitir la corriente de base. También piensa que la carga de salida es muy baja, digamos una sonda estándar de alta impedancia. Si por un momento aceptas estas afirmaciones, entonces se sigue que la corriente del colector es aproximadamente igual a la corriente del emisor. Ahora está claro que la ganancia está limitada por la relación de Rc y Re1 porque Ce omite RE.
LvW
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Aquí está mi (breve) derivación de la fórmula de ganancia, que responde a tu pregunta (aplicando la regla de Ohm y una simple suma de voltaje de señal en la entrada):
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Ganancia A=Vout/Vin=-icRc/(vbe+ie*Re1)....... (Nota que podemos establecer ie=ic, que es la simplificación "normal" y permitida; Re2 está puenteado por Ce y no tiene efecto para voltajes de señal)
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Dividiendo la expresión anterior por vbe y estableciendo ic/vbe=gm (la transconductancia gm es la pendiente de la función exponencial ic=f(vbe) ), llegamos a: A=-gmRc/[(1 + gmRe1)]
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Para Re1=0 llegamos nuevamente a la expresión de ganancia conocida (sin retroalimentación): Ao=-gmRc
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Comentario: Algunos autores utilizan la abreviatura re=1/gm y escriben A=-Rc/[(re + Re1)]. Sin embargo, uno debe saber que re - a pesar de tener la dimensión de voltios/amperios - NO es una resistencia. Es simplemente una cantidad dinámica/diferencial que depende de la corriente continua estacionaria de quiescencia (pendiente de la función Ic=f(Vbe)). Observa que en la derivación anterior todas las cantidades con letras minúsculas (i, v) son solo valores de pequeña señal.
