[DSE] 6 Fuentes de corriente
-
Upload
oskar-casquero -
Category
Documents
-
view
12.769 -
download
0
Transcript of [DSE] 6 Fuentes de corriente
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
6. Tema: Fuentes de corriente
Las fuentes de corriente se utilizan como elementos de polarización en los circuitos electrónicos, puesto que proporcionan una gran independencia con respecto a la temperatura y a la tensión del punto de trabajo.
6.1. Fuente de corriente simple
1
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
6.2. Espejo de corriente
Los dos transistores tienen la misma tensión VBE1=VBE=VBE2, por tanto:
Suponemos que los dos transistores que forman la fuente de corriente tienen las mismas características, por tanto, tendrán la misma Is (la corriente inversa de saturación):
Además, suponemos que los transistores Q1 eta Q2 están en activa:
2
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
Si desarrollamos la ecuación del nudo del colector del transistor Q1:
El espejo de corriente puede extenderse a N transistores:
Otros espejos de corriente:
3
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
6.3. Fuentes de corriente como cargas activas
Las fuentes de corriente se utilizan mucho como cargas activas, puesto que permiten obtener resistencias de alto valor.
Por ejemplo, si la ganancia de tensión de una etapa amplificadora en emisor común es ΔVEC=-hfe*RL/hie, para conseguir un valor elevado de ganancia es necesario utilizar una RL
de gran valor, lo cual es difícil por las siguientes razones:
o Por una parte, una resistencia RL de gran valor ocupa mucho espacio en un circuito integrado.
o Por otra parte, una resistencia RL de gran valor causa una gran caída de tensión que puede alterar el punto de polarización de transistor.
La utilización de fuentes de corriente como cargas activas resuelve estos problemas, permitiendo conseguir etapas amplificadoras de alta ganancia.
4
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
*NOTA: en la configuración de emisor común, si no despreciamos hoe RoEC= hoe
6.4. Desplazador de nivel
Cuando Vi=0v, es necesario que el nivel de continua a la salida sea 0v. El desplazador de nivel modifica el nivel de continua a la salida sin alterar la señal de salida.
Para desplazar la tensión VO a 0v, es necesario que circule una determinada corriente por RE1. Dicha corriente la proporciona una fuente de corriente simple o un espejo de corriente.
5
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
Calcular el valor de la resistencia RB para que con Vi=0v Vo=0v
ANÁLISIS EN CONTINUA
Q3 maila alderatzaile moduan dagoen korronte iturri simple bat da.
6
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
Q3 AKTIBA egoeran suposatzen dugu.
Q1 eta Q2 AKTIBA egoeran suposatzen ditugu.
7
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
ANÁLISIS EN ALTERNA
Calculamos
8
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
€
ΔvCC =h fe2 +1( ) ⋅RL
'
hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RL'
=100 +1( ) ⋅∞
1.9 + 100 +1( ) ⋅∞=1
RL' = RE1 + ∞ = ∞
hie2 =VTIBQ2
=0.026
0.01363=1.9K
€
ΔvEC = −h fe1 ⋅RL
''
hie1= −
100 ⋅10.53
= −188.6
RL'' = RC RICC = RC ∞ =1K
RICC = hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RL' =1.9 + 100 +1( ) ⋅∞ = ∞
hie1 =VTIBQ1
=0.026
0.04845= 0.53K
€
Δv = ΔvEC ⋅ΔvCC = −188.6( ) ⋅1= −188.6
Rent = RB RI EC =194.13⋅0.53
194.13 + 0.53= 0.52K
RI EC = hie1 = 0.53K
Rsal = RE1 + ROCC = 3.3+ 0.0287 = 3.3287K
ROCC =hie2 + RS
'
h fe2 +1=
1.9 +1
100 +1= 28.7Ω
RS' = RC ROEC = RC =1K
ROEC = ∞
9
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
ANÁLISIS EN CONTINUA
Q3 eta Q4 transistoreek korronte ispilu bat osotzen dute.
Q3 eta Q4 AKTIBA egoeran suposatzen ditugu.
Q1 eta Q2 AKTIBA egoeran suposatzen ditugu.
10
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
ANÁLISIS EN ALTERNA
Calculamos
€
ΔvECRe= −
h fe2 ⋅RL'
hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RE= −
100 ⋅51.44 + 100 +1( ) ⋅10
= −0.49
11
Diseinu eta Simulazio Elektronikoa
€
RL' = 5K
hie2 =VTIBQ2
=0.026
0.018=1.44K
Vb2
Ve1=
Vb2
Vb2 +V3K
=hie2 ⋅ib2 + RE ⋅ h fe2 ⋅ib2 + ib2( )
hie2 ⋅ib2 + RE ⋅ h fe2 ⋅ib2 + ib2( )[ ] + 3⋅ib2
=1.44 +10 ⋅ 100 +1( )
1.44 +10 ⋅ 100 +1( )[ ] + 3= 0.997
ΔvCC =h fe1 +1( ) ⋅RL
''
hie1 + h fe1 +1( ) ⋅RL''
=100 +1( ) ⋅1014.44
22.6 + 100 +1( ) ⋅1014.44= 0.99
RL'' = 3 + RI EC Re
= 3 +1011.44 =1014.44
RI EC Re= hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RE =1.44 + 100 +1( ) ⋅10 =1011.44K
hie1 =VTIBQ1
=0.026
0.00115= 22.6K
€
Δv = ΔvCC ⋅Vb2
Ve1⋅ΔvECRe = 0.99 ⋅0.997 ⋅ −0.49( ) = −0.483
Rent = RICC =102.5M
RICC = hie1 + h fe1 +1( ) ⋅RL'' = 22.6 + 100 +1( ) ⋅1014.44 =102.5M
Rsal = ROEC Re= ∞
12