Actividad Electrónica 2

 Completar un diseño que incluye:

Resolver un circuito con amplificador diferencial

Diseñar una etapa amplificadora

A esta etapa amplificadora se le calculará la respuesta en frecuencia.

Realimentar esa etapa amplificadora

SOLUCIÓN

Datos:

Vcc = 12V

Q1 = Q2 = Q3 =Q4

Beta = 150

VA = 1000V

RC = 1K OHMN

RR = 4,7K OHMN

DETERMINAR:

Resistencia de entrada

Resistencia de salida

Voltaje de salida, Vo1

Corriente colector Q2, I

Corriente colector Q4, Ix

Resistencia colector Q4, Rx

Límites de modo común

Ganancia modo diferencial, Ad

Ganancia Modo común, Ac

Relación de rechazo de modo común, CMRR

Pasos recomendados:

Determine en el siguiente orden:

IR, IX, I, gm, rpi, RX, Ro

Vd, Vo1d, Ad, Rid, Ic, Vo1c, Vtc, Rtc

CMRR, Limites de Modo común

Solución DC: Se supone nula Vi

Entre Q3 y Q4 existe un espejo de corriente.

Tomando como referencia IR

-Vcc + VRR +VBE3 - VCC

-12 +IR.RR + 0,7 - 12 = 0

IR = 5,25 mA

Como beta >> 1 Ic3  es aproximadamente IR

Por corriente de espejo

IC3 = IC4 = IR = 5,25 mA

Por simetria:

IC4/2 = IE1 = IE2 = IC1=IC2

IC = IC1

IX = IC4

gm1 = IC1/VT = 0,1 Alv

rpi1 = beta / gm1 = 150/ 0,1 = 1,5K ohm

gm2 = IC2/VT = 0,1 Alv

rpi2 = 1,5 K ohm

gm3 = 0,2 Alv

rpi3 = beta/gm3 = 150/0,2 = 750 ohm

gm4 = gm3 y  rpi4 = rpi3

Determinando RX y Ro

Análisis para señal

Vd = V1 - V2

Entonces:

1) VE = VD/2  - Vr1 --> vPI1 = Vd/2 -VE

2) VE = -Vd/2 - Vpi2 -->  Vpi2 = Vd/2 -VE

Siendo simétrico Vpi1 = Vpi2

y como Vd/2 - VE = -Vd/2 - VE

Vo = 0V

El único resultado posible es que VE sea una puesta a tierra VE = 0V

Nos queda:

Como solo hay resistencia en el lado derecho, ahí cálculo.

V2 = 0V

V1 = Vi

Vo1d = -gmRc(V1)/2

Void = -50Vi

Guanacia de voltaje de modo diferencial

Vd = V1  y V1 = Vi

Impedancia de entrada:

Rid 0 2r pi = 3K ohmn

Impedancia de salida:

Ro = Rc = 1K ohmn

MODO COMUN

Vo1c = -0,66 Vi (V)

Vo1 = Voi1d + Vo1c

Vo1 = -50Vi - 0,66 Vi = -50,66 Vi (V)

Impedancia de entrada modo común

Ric = rpi1 + (1 + gm1 rpi1) 2 Rx

Ric = 1500 +(1+(0,1)(150))2(375)

Ric = 1500 + (151)(750)

Ric = 114,75K ohmn

Impedancia de salida: 

Roc = Rc = 1000 ohm

Relación de rechazo del modo común

Limites de modo común

Para Vp máx: Vp = VBE2 - VCE2 - IRCRC + VCC

VP = 0,7 - 0,2 -2,025*10^-3(1000) +12

Vp = 9,875 V

Para Vp mínimos: Vp = BE2 + VCE4 -VCC

Vp = -11,1V

Entonces: -11,1 V < Vi <  9,875 V