Compuerta comun con polarización por divisor de voltaje JFET
Se realizara el análisis de un transistor jeft con polarización por divisor de voltaje en configuración compuerta común. El circuito es el siguiente:
Apagando la fuente VDD queda de la siguiente manera:
Y ahora colocando en corto los condensadores y cambiando el transistor jfet por su respectivo modelo híbrido el circuito queda de la siguiente manera:
La idea es trabajar con el modelo simplificado del amplificador que se muestra a continuación:
Las ecuaciones para hallar los parámetros de este modelo simplificado Av, zi, y zo se muestran en la siguiente tabla:
Tenga en cuenta
- El transistor jfet tiene su propio modelo híbrido con sus propios parámetros que es diferente al modelo simplificado del amplificador que integra al modelo híbrido del jfet mas las resistencias de polarización RG1, RG2, RS y RD.
- En el análisis ac de un amplificador principalmente se buscan tres parámetros que son la ganancia de voltaje Av, la impedancia de entrada zi y la impedancia de salida zo. Los demás parámetros via, voa, ii, io y Ai se pueden hallar a partir de estos tres.
- La ecuación para hallar el valor del parámetro de transconductancia gm es la siguiente:
- En un transistor jfet en configuración puerta común la ganancia en voltajes es mayor a uno (por el orden de 1 a 10). La impedancia de entrada es menor al valor de la resistencia de fuente RS y la impedancia de salida es menor al valor de la resistencia de drenaje RD. La ganancia en corrientes es menor a la unidad. No se presenta inversión en voltajes.
Descarga la simulación en proteus 7.9 de Puerta común con polarización por divisor de voltaje JFET aquí.
Descarga la simulación en proteus 8.3 de Puerta común con polarización por divisor de voltaje JFET aquí.
Ejemplo. Realice un análisis del siguiente circuito.
Suponga un valor de gm de 2,5mS y un valor de rd de 25kΩ. Halle todos los parámetros zi, zo, Ava y Ai del amplificador para una señal de entrada de 10mV a una frecuencia de 10kHz para los siguientes casos:
a) No existe resistencia de carga (RL = ∞).
b) Existe resistencia de carga (RL = 2.2kΩ).
c) Realice una tabla comparativa y saque conclusiones.
Solución.
a) no existe resistencia de carga (RL = ∞). El circuito en ac es el siguiente:
Hallamos los parámetros del amplificador:
El modelo simplificador del amplificador queda de la siguiente manera:
Y la simulación es la siguiente:
La línea de color amarillo es la señal de entrad y la línea de color azul es la señal de salida. Ambas señales están superpuestas debido a que en esta configuración no se presenta inversión de voltajes. Además se puede ver que la ganancia en voltajes Av es de 5.125 valor muy cercano al calculado.
b) Existe resistencia de carga (RL = 2.2kΩ). El circuito en ac es el siguiente:
Hallamos los parámetros del amplificador:
En este caso no se hallo la ganancia de corriente Ai ya que como se puede observar la corriente de salida se toma en RL y no en RD. Este ejemplo continuará en el articulo xxxxxxxx. El modelo simplificado del amplificador queda de la siguiente manera:
c) tabla comparativa
- Se observa que la impedancia de entrada es mayor en el ejemplo a, esto debido principalmente a que no hay resistencia de carga RL.
- Se puede observar que la impedancia de salida y que la ganancia de voltaje en ambos ejemplos es la misma, esto quiere decir que la resistencia de carga no afecta a ninguno de estos dos parámetros.
- Por último se puede observar que en ambos casos se cumple con las características de un transistor jfet en compuerta común, impedancia zi menor a RS, impedancia zo menor a RD, ganancia de voltaje mayor a la unidad y ganancia de corriente menor a la unidad.
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