Cómo Funciona Un Transistor Como Amplificador. Explicación

Para que un transistor actúe como un amplificador, debe estar polarizado correctamente. Discutiremos la necesidad de un sesgo adecuado. Aquí, te explicaremos cómo funciona un transistor como amplificador.

Transistor Como Amplificador
Diagrama del funcionamiento de un Transistor como Amplificador

1.  Amplificador de transistores

Para que actúe un transistor como amplificador, la polarización debe aumentar la fuerza de una señal débil. El voltaje de polarización de CC aplicado a la unión de base del emisor hace que permanezca en condición de polarización directa. Este sesgo directo se mantiene independientemente de la polaridad de la señal. La siguiente figura muestra cómo se ve un transistor cuando está conectado como un amplificador.

Transistor

La baja resistencia en el circuito de entrada permite que cualquier pequeño cambio en la señal de entrada resulte en un cambio apreciable en la salida. La corriente del emisor causada por la señal de entrada contribuye a la corriente del colector, que cuando fluye a través de la resistencia de carga R L, resulta en una gran caída de voltaje a través de ella. Por lo tanto, un voltaje de entrada pequeño da como resultado un voltaje de salida grande, lo que muestra que el transistor como amplificador funciona.

Ejemplo

Deja que haya un cambio de 0.1v en el voltaje de entrada que se aplica, lo que además produce un cambio de 1 mA en la corriente del emisor. Obviamente, esta corriente del emisor producirá un cambio en la corriente del colector, que también sería de 1 mA.

Una resistencia de carga de 5k colocada en el colector produciría un voltaje de:

  • 5 k × 1 mA = 5V

Por lo tanto, se observa que un cambio de 0.1v en la entrada produce un cambio de 5v en la salida, lo que significa que el nivel de voltaje de la señal se amplifica.

2.  Rendimiento del amplificador

Como el modo de conexión del emisor común se adopta principalmente, primero comprendamos algunos términos importantes con referencia a este modo de conexión. Aquí te explicaremos cómo es el rendimiento del transistor como amplificador:

Resistencia de entrada

Como el circuito de entrada está polarizado hacia adelante, la resistencia de entrada será baja. La resistencia de entrada es la oposición ofrecida por la unión base-emisor al flujo de señal.

Por definición, es la relación entre un pequeño cambio en el voltaje del emisor base (V BE) y el cambio resultante en la corriente base (I B) a un voltaje constante colector-emisor.

  • Resistencia de entrada, Ryo= VB E I si;

Donde R i = resistencia de entrada, V BE = voltaje del emisor base, e I B = corriente base.

3.  Resistencia de salida

La resistencia de salida de un amplificador de transistores es muy alta. La corriente del colector cambia muy ligeramente con el cambio en el voltaje del colector-emisor.

Por definición, es la relación de cambio en el voltaje del colector-emisor (V CE) al cambio resultante en la corriente del colector (I C) a una corriente base constante.

  • Resistencia de salida = Ro= VCmi IC;

Donde R o = Resistencia de salida, V CE = voltaje colector-emisor, e I C = voltaje colector-emisor.

4.  Carga efectiva del colector

La carga se conecta en el colector de un transistor como amplificador en una etapa, el voltaje de salida se toma del colector del transistor y para un amplificador de etapas múltiples, el mismo se recoge de las etapas en cascada del circuito del transistor.

Por definición, es la carga total vista por la corriente del colector de CA. En el caso de amplificadores de una etapa, la carga efectiva del colector es una combinación paralela de R C y R o.

  • Carga efectiva del colector, RA C= RC/ / Ro
  • = RC× RoRC+ Ro= RA C

Por lo tanto para un solo amplificador de etapa, carga efectiva es igual a la carga de colector R C.

En un amplificador de etapas múltiples (es decir, que tiene más de una etapa de amplificación), la resistencia de entrada R i de la siguiente etapa también entra en el cuadro.

La carga efectiva del colector se convierte en una combinación paralela de R C, R o y R i, es decir,

  • Carga efectiva del colector, RA C= RC/ / Ro/ / Ryo
  • RC/ / Ryo= RCRyoRC+ Ryo

Como la resistencia de entrada R i es bastante pequeña, se reduce la carga efectiva.

5.  Ganancia de corriente

La ganancia en términos de corriente cuando se observan los cambios en las corrientes de entrada y salida, se denomina ganancia de corriente dentro del funcionamiento del transistor como amplificador. Por definición, es la relación entre el cambio en la corriente del colector (I C) y el cambio en la corriente base (I B).

  • Ganancia de corriente, = IC Isi

El valor de  oscila entre 20 y 500. La ganancia de corriente indica que la corriente de entrada se convierte en  veces en la corriente del colector.

6.  Ganancia de voltaje

La ganancia en términos de voltaje cuando se observan los cambios en las corrientes de entrada y salida, se denomina ganancia de voltaje dentro del funcionamiento del transistor como amplificador. Por definición, es la relación entre el cambio en el voltaje de salida (V CE) y el cambio en el voltaje de entrada (V BE).

  • Ganancia de voltaje, UNV= VCmi VB E
  • = IC× RA C Isi× Ryo=  IC Isi× RA CRyo= × RA CRyo
  • Para una sola etapa, R AC = R C.

Sin embargo, para etapas múltiples,

  • RA C= RC× RyoRC+ Ryo

Donde R i es la resistencia de entrada de la siguiente etapa.

7.  Ganancia de potencia

La ganancia en términos de potencia cuando se observan los cambios en las corrientes de entrada y salida, se denomina ganancia de potencia dentro del funcionamiento del transistor como amplificador.

Por definición, es la relación entre la potencia de la señal de salida y la potencia de la señal de entrada.

  • UNPAG= (IC) 2× RA C( Isi)2× Ryo
  • = (IC Isi) × IC× RA C Isi× Ryo
  • = Ganancia de corriente × Ganancia de voltaje

Por lo tanto, estos son todos los términos importantes que se refieren al rendimiento del transistor como amplificador.

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