®© Amplificador Clase A realimentado por corriente, polarizado por Base con Bootstrapping

Hoja 2

Como la ganancia, (Vg) la designamos en los parámetros circuitales, podemos calcular RLac:

5)       RLac = Vg x Res

6) Para obtener la formula de RL partimos del siguiente razonamiento matematico:

             RL x RLw
RLac = ————— >(Ecuación de resistencias en paralelo)
              Rl + RLw

Entonces:

      RLac x (RL + RLw) = RL x RLw
      RLac x RL + RLac x RLw = RL x RLw
      RLac x RL - RL x RLw = - RLac x RLw
      RL x (RLac - RLw) = - RLac x RLw

          (-RLac x RLw) x (-1) Rlac x RLw
RL = ———————————————
            ( RLac - RLw) x (-1) -Rlac + RLw

entonces resolviendo obtenemos de la formula:

           RLw * RLac
RL = —————
            RLw - RLac

En caso de obtener una RL negativa, nos indica que la
corriente designada Qic, no es suficiente para desarrollar
la potencia deseada en la carga.
De suceder esto agregaremos más Qic, de a pasos de 1 mA,
hasta obtener una RL positiva

7) Realizando por ley de Ohm:

       ERL = Qic x RL

Esta tensión no puede ser menor a la mitad de Eopp: ERL > 1/2 Eopp

8) Asignamos una tensión mínima a EQ :

      EQ = Eopp + 1

9) Obtenemos la tensión de fuente de alimentación necesaria:

       Es = ERL + EQ + ERes

10) El resistor Rb2 deriva una parte de la señal de entrada a
masa, proporcionando un factor de estabilidad en el
circuito dado por la formula:
             Rb2
      S = ———
              Res
'S"es un indice de estabilidad.
Si 'S' vale 1, Rb2 y Res son iguales, es decir se deriva
tanta señal a masa como la que se realimenta en Res.
Un valor tipico para 'S' d es de 10

11) Calculamos Rb2: Rb2 = S x Res

12) Calculamos la resistencia equivalente que se le presenta al
generador de señales, Rint :

       Rint = Rb2 // ( B x Res )

(Beta lo tomamos del valor típico brindado por el manual)

13) Teniendo en cuenta las siguientes formulas :

       ERb2 = ERes + Vj
( Vj es la tensión de polarización necesaria : Silicio = 0.6 V)

ERb1 = Es - ERb2

           ERb1 x Rint
Rb1 = —————
            ERes + Vj

Continua en la Hoja 3

     Hoja 1

Amplificador clase A, realimentados p/ corriente

Fundamentos teoricos para la adopción de criterios:

1) Se calcula tensión de emisor ERes
ERes es una tensión de estabilidad, ya que es opuesta a la polarización
directa del transistor:
a).. si sube la temperatura, aumenta polarización directa base-emisor
    en 2,5 mV
b) ..esta hace elevar corriente de colector-emisor
c) ..a más corriente, más caida de tensión sobre resistor Res
d) ..esta tensión (ERes) se opone al aumento de polarización directa
     base-emisor .. y el circuito se estabiliza.

2) Para el calculo de ERes :

              (T°(amb.) - 20°) x 0,0025V
ERes = ————————————— x 100
                          delta Qic

T°(amb) -> es la temperatura donde trabaja el circuito
20° -> es la temperatura a la cual fueron medidos los parámetros
de el transistor, segun Manual de Transistores.
0,0025V -> es la variación de la polarización directa por cada grado
de temperatura que sube la capsula del transistor
delta Qic -> es la variación que admitiremos de la corriente
de reposo a esa variación de temperatura.
Como esta variación es en porcentaje,
multiplicamos por cien toda la ecuación.
delta Qic es un numero entre 1 y 10

3) Asignaremos un valor de corriente de reposo (QIc) en primera
instancia, igual a la que brinda el Manual, para la cual se
cumplen las especificaciones de parámetros de transistor.
Con ello podremos calcular el valor de resistencia de
emisor ( Res ):

             ERes
Res = —————
               Qic

Ejemplo:
Si los parámetros del transistor BC548 (20°, Icmax,
Ecmax, B, etc..), fueron medidos a una corriente de
1 mA y deseamos que la corriente no varie más de un
10 % a una temperatura ambiente de 50° :

           (50° - 20°) x 0.0025V
ERes = —————————— x 100 = 0,75 Volts
                          10


               0,75 V
Res = ————— = 750 ohms
              0.001 A

4) La tensión alterna (Eopp) se desarrollara en el circuito
a la salida sobre una carga que denominaremos: RLac:


      RLac = RL // RLw


RL = resistor de alimentación de C.C. para el colector
RLw = carga sobre la que actuara el circuito (Ej: Parlante, foco...)
La ganancia del circuito (Vg) dependerá de la relación RLac / Res:

      Vg = RLac / Res

Cuanto más grande sea Res, más realimentación para la señal alterna
se producirá, y disminuirá la ganancia, y aumentara la estabilidad a los
aumentos de temperatura pues el valor Eres en continua será mayor.

Continua en la Hoja 2

 

 

 

 

 

Hoja 3

14) Calculo de impedancias :

Para este tipo de circuito, la impedancia de entrada esta
dada predominantemente por la formula:

       Zin = Rb1 // Rb2 // (B x Res)

Por que es importante conocer este dato..?
Aparte de una cuestión de diseño, (nos permite calcular el
capacitor de entrada como el de salida), podemos estimar
cual sera el requerimiento de potencia necesaria para
excitar al amplificador por parte del generador:

        Ein * Ein
Po = ——————
           Zin

Ein= Tension de entrada alterna, (Ein eficaz)

Po= Potencia de entrada o de excitación

          Vs * Vs
Pg = ——————
            RLw

Vs= Voltaje salida, (Eopp llevado a eficaz)

y tambien...ganancia de potencia:

                  Ps
Pg = ——————
                 Po

En el calculo de capacitores de entrada y salida,
consideraremos que estos representaran una reactancia,
(resistencia), a cierta frecuencia que designamos como
frecuencia de corte, fo, y es a la cual la tensión que entrega
el generador disminuye un 10 % en la entrada del circuito, e
igual criterio a la salida. Para ello esta resistencia (reactancia)
la estimamos en una décima parte de la impedancia de entrada, (o salida):

>> Xcin = 0.1 Zin
Xcoo = 0.1 RLw

Entonces :
15) Calculo de capacitor de entrada y salida:

                         1
Cin = —————————
              6.28 x fo x 0.1 x Zin

                       1
Coo = —————————
             6.28 x fo x 0.1 x Rlw

Si realizamos Bootstrapping, aumentara la Impedancia de entrada y se achicara el valor del capactor de entrada

Impedancia de entrada con Bootstrapping:

                      (1/2 Rb1 // 1/2 Rb2) * Res
Zin(bstrp) = —————————————
                        (1/2 Rb1 // 1/2 Rb2) + Res

Para el calculo de los capacitores de Bootstrapping;

                     1
Cbp1 = —————————
             6.28 x fo x 1/2 Rb1

                    1
Cbp2 = —————————
             6.28 x fo x 1/2 Rb2

Autor: Aldo Martin,