Modelado matemático en Ingeniería
Calculando la resistencia a la ganancia y al rendimiento en amplificadores Bjt: Enfoques prácticos
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Comprender cómo calcular la resistencia a la ganancia y la salida en los amplificadores bipolares de unión (BJT) es esencial para diseñar circuitos electrónicos eficaces. Estos parámetros influyen en el rendimiento y la estabilidad del amplificador. Este artículo proporciona métodos prácticos para determinar estos valores utilizando modelos y fórmulas simplificadas.
Calculando la ganancia de tensión
El aumento de tensión (A]v]) de un amplificador BJT puede aproximarse a través del modelo de pequeño signo. Está determinado principalmente por el resistor del coleccionista (R]C) y la impedancia de entrada del transistor.
La fórmula básica es:
Av ♥ (R]C / r]π]
donde rπ es la resistencia de entrada que se mira en la base, calculada como:
rπ = β / gm
con β siendo el beneficio actual y gm la transconductancia, que puede ser aproximada por:
gm] = I]C / Vt
Cálculo de la resistencia al rendimiento
La resistencia a la salida (R] fuera de un amplificador BJT está influenciada por las características de salida del transistor y el resistor del coleccionista. Puede ser aproximada como:
R] ♥ ro TEN VÍO VÍR]C ]
donde ro es la resistencia de salida de pequeña señal del transistor, a menudo estimada por:
r]o = VA / I]C
Pasos de cálculo práctico
Para determinar la resistencia a la ganancia y la salida prácticamente, siga estos pasos:
- Identificar el resistor del coleccionista (R) y la corriente de sesgo (I]C).
- Calcular gm] utilizando IC] y Vt (aproximadamente 25 mV a temperatura ambiente).
- Determinar r]π] utilizando β y gm.
- Ganancia de voltaje computarizada con la fórmula Av] ♥ (RC / rπ).
- Estimación ro] utilizando el Tensión Temprana (V]A) e IC.
- Calcular R como ro] en paralelo con R]C].