[dse] 6 fuentes de corriente

Diseinu eta Simulazio Elektronikoa

6. Tema: Fuentes de corriente

Las fuentes de corriente se utilizan como elementos de polarización en los circuitos electrónicos, puesto que proporcionan una gran independencia con respecto a la temperatura y a la tensión del punto de trabajo.

6.1. Fuente de corriente simple

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6.2. Espejo de corriente

Los dos transistores tienen la misma tensión VBE1=VBE=VBE2, por tanto:

Suponemos que los dos transistores que forman la fuente de corriente tienen las mismas características, por tanto, tendrán la misma Is (la corriente inversa de saturación):

Además, suponemos que los transistores Q1 eta Q2 están en activa:

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Si desarrollamos la ecuación del nudo del colector del transistor Q1:

El espejo de corriente puede extenderse a N transistores:

Otros espejos de corriente:

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6.3. Fuentes de corriente como cargas activas

Las fuentes de corriente se utilizan mucho como cargas activas, puesto que permiten obtener resistencias de alto valor.

Por ejemplo, si la ganancia de tensión de una etapa amplificadora en emisor común es ΔVEC=-hfe*RL/hie, para conseguir un valor elevado de ganancia es necesario utilizar una RL

de gran valor, lo cual es difícil por las siguientes razones:

o Por una parte, una resistencia RL de gran valor ocupa mucho espacio en un circuito integrado.

o Por otra parte, una resistencia RL de gran valor causa una gran caída de tensión que puede alterar el punto de polarización de transistor.

La utilización de fuentes de corriente como cargas activas resuelve estos problemas, permitiendo conseguir etapas amplificadoras de alta ganancia.

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*NOTA: en la configuración de emisor común, si no despreciamos hoe RoEC= hoe

6.4. Desplazador de nivel

Cuando Vi=0v, es necesario que el nivel de continua a la salida sea 0v. El desplazador de nivel modifica el nivel de continua a la salida sin alterar la señal de salida.

Para desplazar la tensión VO a 0v, es necesario que circule una determinada corriente por RE1. Dicha corriente la proporciona una fuente de corriente simple o un espejo de corriente.

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Calcular el valor de la resistencia RB para que con Vi=0v Vo=0v

ANÁLISIS EN CONTINUA

Q3 maila alderatzaile moduan dagoen korronte iturri simple bat da.

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Q3 AKTIBA egoeran suposatzen dugu.

Q1 eta Q2 AKTIBA egoeran suposatzen ditugu.

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ANÁLISIS EN ALTERNA

Calculamos

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€

ΔvCC =h fe2 +1( ) ⋅RL

'

hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RL'

=100 +1( ) ⋅∞

1.9 + 100 +1( ) ⋅∞=1

RL' = RE1 + ∞ = ∞

hie2 =VTIBQ2

=0.026

0.01363=1.9K

€

ΔvEC = −h fe1 ⋅RL

''

hie1= −

100 ⋅10.53

= −188.6

RL'' = RC RICC = RC ∞ =1K

RICC = hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RL' =1.9 + 100 +1( ) ⋅∞ = ∞

hie1 =VTIBQ1

=0.026

0.04845= 0.53K

€

Δv = ΔvEC ⋅ΔvCC = −188.6( ) ⋅1= −188.6

Rent = RB RI EC =194.13⋅0.53

194.13 + 0.53= 0.52K

RI EC = hie1 = 0.53K

Rsal = RE1 + ROCC = 3.3+ 0.0287 = 3.3287K

ROCC =hie2 + RS

'

h fe2 +1=

1.9 +1

100 +1= 28.7Ω

RS' = RC ROEC = RC =1K

ROEC = ∞

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ANÁLISIS EN CONTINUA

Q3 eta Q4 transistoreek korronte ispilu bat osotzen dute.



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ANÁLISIS EN ALTERNA

Calculamos

€

ΔvECRe= −

h fe2 ⋅RL'

hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RE= −

100 ⋅51.44 + 100 +1( ) ⋅10

= −0.49

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€

RL' = 5K

hie2 =VTIBQ2

=0.026

0.018=1.44K

Vb2

Ve1=

Vb2

Vb2 +V3K

=hie2 ⋅ib2 + RE ⋅ h fe2 ⋅ib2 + ib2( )

hie2 ⋅ib2 + RE ⋅ h fe2 ⋅ib2 + ib2( )[ ] + 3⋅ib2

=1.44 +10 ⋅ 100 +1( )

1.44 +10 ⋅ 100 +1( )[ ] + 3= 0.997

ΔvCC =h fe1 +1( ) ⋅RL

''

hie1 + h fe1 +1( ) ⋅RL''

=100 +1( ) ⋅1014.44

22.6 + 100 +1( ) ⋅1014.44= 0.99

RL'' = 3 + RI EC Re

= 3 +1011.44 =1014.44

RI EC Re= hie2 + h fe2 +1( ) ⋅RE =1.44 + 100 +1( ) ⋅10 =1011.44K

hie1 =VTIBQ1

=0.026

0.00115= 22.6K

€

Δv = ΔvCC ⋅Vb2

Ve1⋅ΔvECRe = 0.99 ⋅0.997 ⋅ −0.49( ) = −0.483

Rent = RICC =102.5M

RICC = hie1 + h fe1 +1( ) ⋅RL'' = 22.6 + 100 +1( ) ⋅1014.44 =102.5M

Rsal = ROEC Re= ∞

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