El transistor como amplificador - Diagrama del circuito y su funcionamiento

Un transistor es un dispositivo semiconductor de tres terminales, y los terminales son E (Emisor), B (Base) y C (Colector). El transistor puede trabajar en tres regiones diferentes, como la región activa, la región de corte y la región de saturación. Los transistores se apagan cuando trabajan en la región de corte y se encienden cuando trabajan en la región de saturación. Los transistores funcionan como un amplificador cuando trabajan en la región activa. La función principal de un transistor como amplificador es mejorar la señal de entrada sin cambiar mucho. En este artículo se explica cómo funciona un transistor como amplificador.

El transistor como amplificador

Un circuito amplificador puede definirse como un circuito que se utiliza para amplificar una señal. La entrada del amplificador es una tensión, o bien una corriente, y la salida será una señal de entrada del amplificador. Un circuito amplificador que utiliza un transistor, o bien transistores, se conoce como amplificador de transistores. El aplicaciones del transistor los circuitos amplificadores se utilizan principalmente en audio, radio, comunicación por fibra óptica, etc.

Las configuraciones de los transistores se clasifican en tres tipos: CB (base común), CC (colector común) y CE (emisor común). Pero la configuración de emisor común se utiliza con frecuencia en aplicaciones como un amplificador de audio. Porque en la configuración CB, la ganancia es <1, y en la configuración CC, la ganancia es casi equivalente a 1.

Los parámetros de un buen transistor incluyen principalmente diferentes parámetros: alta ganancia, alta velocidad de giro, alto ancho de banda, alta linealidad, alta eficiencia, alta impedancia i/p y alta estabilidad, etc.

El transistor como circuito amplificador

Un transistor puede utilizarse como un amplificador aumentando la fuerza de la señal débil. Con la ayuda del siguiente circuito amplificador de transistores, uno puede hacerse una idea de cómo funciona el circuito de transistores como circuito amplificador.

En el siguiente circuito, la señal de entrada puede aplicarse entre la unión emisor-base y la salida a través de la carga Rc conectada en el circuito colector.

Para una amplificación precisa, recuerda siempre que la entrada está conectada en polarización directa, mientras que la salida está conectada en polarización inversa. Por esta razón, además de la señal, aplicamos una tensión continua (VEE) en el circuito de entrada, como se muestra en el circuito anterior.

Por lo general, el circuito de entrada incluye una resistencia baja, por lo que un pequeño cambio en la tensión de la señal en la entrada provocará un cambio significativo en la corriente del emisor. Debido al acto del transistor, el cambio de la corriente del emisor provocará el mismo cambio dentro del circuito del colector.

En la actualidad, el flujo de la corriente de colector a través de un Rc genera una enorme tensión a través de él. Por lo tanto, la señal débil aplicada en el circuito de entrada saldrá de forma amplificada en el circuito de colector en la salida. En este método, el transistor actúa como un amplificador.

Diagrama del circuito amplificador de emisor común

En la mayoría de los circuitos electrónicos, utilizamos habitualmente la configuración de transistores NPN, que se conoce como circuito amplificador de transistores NPN. Consideremos un circuito de polarización de divisor de tensión que se conoce comúnmente como circuito amplificador de transistor de una etapa.

Básicamente, la disposición de polarización puede construirse con dos transistores como una red divisora de potencial a través del suministro de tensión. Proporciona la tensión de polarización al transistor con su punto medio. Este tipo de polarización se utiliza principalmente en el diseño de circuitos amplificadores de transistores bipolares.

En este tipo de polarización, el transistor reducirá el factor de efecto de amplificación de la corriente 'β' al mantener la polarización de la base en una etapa de tensión constante y permite una estabilidad precisa. La Vb (tensión de base) se puede medir con el red divisora de potencial.

En el circuito anterior, toda la resistencia será igual a la cantidad de dos resistencias como R1 y R2. El nivel de tensión producido en la unión de las dos resistencias mantendrá la tensión de base constante a una tensión de alimentación.

La siguiente fórmula es la regla del divisor de tensión simple, y se utiliza para medir la tensión de referencia.

Vb = (Vcc.R2)/(R1 + R2)

La tensión de alimentación similar también decide la corriente de colector máxima, ya que se activa el transistor que está en modo de saturación.

Ganancia de tensión del emisor común

La ganancia de tensión del emisor común es equivalente a la modificación de la relación entre la tensión de entrada y la modificación de la tensión de salida del amplificador. Considera Vin y Vout como Δ VB.& Δ VL

En condiciones de resistencias, la ganancia de la tensión será equivalente a la relación de la resistencia de la señal dentro del colector hacia la resistencia de la señal dentro del emisor está dada como

Ganancia de tensión = Vout/Vin= Δ VL/Δ VB = - RL/RE

Utilizando la ecuación anterior, podemos determinar simplemente la ganancia de tensión del circuito de emisor común. Sabemos que los transistores bipolares incluyen una diminuta resistencia interna integrada en su sección de emisor que es "Re". Siempre que la resistencia interna del emisor esté conectada en serie por la resistencia externa, la ecuación de ganancia de tensión personalizada se da a continuación.

Ganancia de tensión = - RL/(RE + Re)

La resistencia total en el circuito emisor a baja frecuencia será equivalente a la cantidad de la resistencia interna & la resistencia externa que es RE + Re.

En este circuito, la ganancia de tensión tanto a altas como a bajas frecuencias incluye lo siguiente

La ganancia de tensión a alta frecuencia es = - RL / RE

La ganancia de tensión a baja frecuencia es = - RL/(RE + Re)

Utilizando las fórmulas anteriores, se puede calcular la ganancia de tensión del circuito amplificador.

Por tanto, se trata de el transistor como amplificador. A partir de la información anterior, podemos concluir que un transistor sólo puede funcionar como un amplificador cuando está polarizado correctamente. Hay varios parámetros para un buen transistor que incluyen alta ganancia, alto ancho de banda, alta velocidad de giro, alta linealidad, alta impedancia i/p, alta eficiencia y alta estabilidad, etc. Aquí tienes una pregunta, ¿qué es el amplificador de transistores 3055??