Impedancia de entrada y salida de un amplificador

IMPEDANCIA DE ENTRADA Y SALIDA DE UN AMPLIFICADOR

Diagrama de Impedancias:

Impedancia de Entrada y Salida: (Z_IN, Z_OUT)

La impedancia de entrada de un amplificador define las características de entrada con respecto a la corriente y tensión en los terminales de entrada de un amplificador. La impedancia de salida de un amplificador define las características de entrada con respecto a la corriente y tensión en los terminales de salida de un amplificador.

Impedancia y Resistencia:

La impedancia (Z) es una medida de oposición que presenta un circuito a una corriente cuando se aplica una tensión. La impedancia extiende el concepto de resistencia a los circuitos de corriente alterna (CA), y posee tanto magnitud como fase, a diferencia de la resistencia, que solo tiene magnitud. Cuando un circuito es alimentado con corriente continua (CC), su impedancia es igual a la resistencia, lo que puede ser interpretado como la impedancia con ángulo de fase cero.

Modelo de Impedancia de Entrada y Salida:

Donde: V_S: Voltaje de la señal de entrada; R_S: Resistencia interna de la fuente de señal; R_L: Resistencia de carga.

Modelo Circuito Entrada de Amplificador:

El amplificador se convierte en la fuente que alimenta la carga. V_OUT y Z_OUT se convierten automáticamente en la tensión y la impedancia de la fuente para la carga. Para que la carga R_L reciba la mayor tensión posible Z_OUT << R_L

Modelo Circuito Salida de Amplificador:

El amplificador se convierte en la fuente que alimenta la carga. V_OUT y Z_OUT se convierten automáticamente en la tensión y la impedancia de la fuente para la carga. Para que la carga R_L reciba la mayor tensión posible Z_OUT << R_L.

Parámetros Característicos de Amplificador:

Para el diseño del amplificador se debe cumplir con:  Z_IN >> R_S y Z_OUT << R_L.

Amplificador Emisor Común Etapa Simple:

Suposiciones: V_RE=1.5V; β=100; ƒ=40Hz; I_C=I_E=I_Q=1mA;  V_RC=(V_CC-V_RE)/2; V_BE=0.7V

Ecuación de Impedancia de Entrada:

Como I_C/I_B=β el valor de impedancia en la base del transistor será = β*re.

Por lo tanto:         Z_IN = // R₁ // R₂ // β*re

Sin condensador de derivación C_E:     Z_IN = // R₁ // R₂ // β*(re + R_E)

Ecuación de Impedancia de Salida:

Z_OUT = R_C // R_L              

Ganancia:          Con condensador C₃: A_V = Z_OUT/re           Sin condensador C₃: A_V = Z_OUT/(R_E+re)

Con condensador C₃ la ganancia A_V será mayor.

Cálculo de Condensadores:

Para un amplificador de emisor común, la reactancia X_C del condensador de derivación C_E suele ser (R_E/10), en el punto de frecuencia de corte.

C_E=(1/2πƒX_C) = (1/2πƒ(R_E/10)) = 5/πƒR_E                       C₁ = (1/2πƒ Z_IN)                 C₂ = (1/2πƒ Z_OUT)

Referencias:

http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2018/06/impedancia-de-entrada-de-un.html