Efecto de la resistencia de carga RL

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A continuación se realizara el análisis del comportamiento de un amplificador cuando se presenta una resistencia de carga RL. Como se vio en los temas de análisis ac siempre lo que se desea es trabajar con los parámetros híbridos del amplificador que integran a su vez el modelo híbrido del bjt mas las resistencias de polarización. El circuito simplificado del amplificador ya con la resistencia de carga es el siguiente:
Se puede ver que el modelo simplificado del amplificador solo cuenta con tres parámetros que son la impedancia de entrada zi, la impedancia de salida zo y la ganancia de voltaje Ava, los demás parámetros del modelo se pueden calcular a partir de estos tres. Ahora lo que nos interesa saber es como afecta la resistencia de carga RL el comportamiento general del circuito, para esto se usara el modelo hibrido en voltajes del amplificador:
Las ecuaciones para hallar los parámetros del circuito son las siguientes:
Tenga en cuenta
- La razón de trabajar con el modelo simplificado del amplificador (zi, zo, Ava) es facilitar el análisis de cuando se presenta una resistencia de carga RL y/o una resistencia de fuente RS.
- El modelo híbrido en voltajes del amplificador se usa para facilitar los cálculos, realizar simulaciones y verificar resultados.
- Al existir una resistencia de carga RL el voltaje de salida voc disminuye haciendo que la ganancia de voltaje del circuito Avc disminuya. La ganancia de corriente Ai es menor que cuando no se presentaba resistencia de carga RL.
- Para entender mejor se realizaran tres ejemplos.
Descarga la simulación en proteus 7.9 de Efecto de la resistencia de carga RL aquí.
Descarga la simulación en proteus 8.3 de Efecto de la resistencia de carga RL aquí.
Ejemplo 1. Tome los datos del ejemplo (b) del articulo emisor común con polarización por divisor de voltaje y halle los voltajes y corrientes de entrada y salida del circuito, así mismo las ganancias de corriente y voltaje del circuito para cuando la resistencia de carga RL tiene un valor de 10kΩ para un voltaje de entrada vic de 10mV @ 10kHz.
Solución. El modelo del amplificador es el siguiente:
El circuito completo incluyendo la resistencia de carga RL y el modelo híbrido en voltajes del amplificador es el siguiente:
Hallamos el valor de los parámetros:
La simulación es la siguiente:
Se puede ver que los resultados de la simulación concuerdan con los calculados.
Ejemplo 2. Tome los datos del ejemplo (a) del articulo base común con polarización por realimentación de colector y de emisor y halle los voltajes y corrientes de entrada y salida del circuito, asi mismo las ganancias de corriente y voltaje del circuito para cuando la resistencia de carga RL tiene un valor de 5kΩ para un voltaje de entrada vic de 10mV @ 10kHz.
Solución. El modelo el amplificador es el siguiente:
Cambiando el amplificador por su modelo híbrido en voltajes se tiene el siguiente circuito:
En la siguiente tabla está el valor de los parámetros Ava y Ai:
La simulación es la siguiente:
Los resultados de la simulación concuerdan con los valores calculados.
Ejemplo 3. Tome los datos del ejemplo (b) del articulo colector común con polarización estabilizado en emisor y halle los voltajes y corrientes de entrada y salida del circuito, así mismo las ganancias de corriente y voltaje del circuito para cuando la resistencia de carga RL tiene un valor de 272Ω para un voltaje de entrada vic de 1v @ 10kHz.
Solución. El amplificador es el siguiente:
Cambiando al amplificador por su modelo híbrido en voltajes se tiene:
Ahora hallamos el valor de los parámetros:
La simulación es la siguiente:
Los resultados obtenidos en la simulación coinciden con los valores calculados.

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