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10 RESPUESTA EN FRECUENCIA DE UN AMPLIFICADOR 10.5 EJERCICIOS Ejercicio 10-3. Diseñe un amplificador que produzca una ganancia de voltaje de -20 y que responda, en 3Dbh, desde 30Hz hasta 260KHz. Se utilizan: R, =500, R, =10KQ y un transistor con parámetros : $B=50, C,, =5pF, fr=50MHrz, h,=15KQ. El transistor está polarizado en: lcy = 1mA, Vero =6V - Solución Debido a que la ganancia deseada no es muy alta y es negativa, se utiliza una etapa amplificadora en emisor común tal como se ilustra en la Fig.10-36. Fig.10-36 Etapa ampliicadora del ejercicio 10-3. En el transistor : , 26mV _ B-26mV E =1.3KQ. no Ico De ,se calcula el valor de Mao Fi Fl fig 1, ie La ty = 1.5KQ—1.3KQ = 2000 Cap-10.5 RF Ejercicios -416- Clara Inés Bonilla Romero La transconductancia del transistor es: En = L£ > 30 =38.46m8 . KQ El equivalente de a.c., para este amplificador en frecuencia media, es el de la Fig.10-37. B Php =200 c + Re R/=10K Yo Fig.10-37 Circuito equivalente a.c. en media banda para el amplificador del ejercicio 10-3. Efectuando el equivalente Thevenin a la entrada, el circuito se modifica al de la Fig. 10-38. 50 g Ty =200 c + Dogo Re Ri=/0K Fig.10-38 Circuito equivalente para media banda del amplificador del ejercicio 10-3. En este circuito : Va v- Í (ía + R, j ll ”- TC ARALR A my +75 Cap-10.5 RF Ejercicios -A17- Clara Inés Bonilla Romero Despejando : 20M, R +Zos) _ Zi BRR Zia+Rs ' 20 1.5KQ)110.66KQ) Za 50-6600-10KQ LAR" manipulando y despejando se obtiene: Zu=1.2KQ. Debido a que no se conocen las resistencias de la base, se debe garantizar estabilidad térmica en el amplificador con : R, =0.1- B-R¿ =5Rp. De a expresión de impedancia de entrada : Zu =Ry MWh, => Zu =1(0.1- BR) Uh SR, -1.5KQ SR, +1.5KQ 12KQ= y despejando, se obtiene: R¿=12K0 . Para calcular el valor de la fuente de alimentación, polarización del amplificador ilustrado en la Fig.10-39. R¿=660 == Veo Ri=1.2K Fig. 10-39 Circuito de polarización del amplificador del ejercicio 10-3 Cap-10.5 RF Ejercicios -419- se utiliza el circuito de Clara Inés Bonilla Romero De la ecuación de salida en d.c., Vec=1mA (0.66K +12K )+6V =7.86V. Se procede al cálculo de las frecuencias de corte en baja y alta. La frecuencia de corte en baja frecuencia la define el condensador de emisor, dado que él define la mayor frecuencia de corte. Denominando fs, la frecuencia de corte debida a €). la cual es: 1 DO RAZA) denominando f,2, la frecuencia de corte debida a C,, la cual es: - 1 Lu Ñ CAC AZ a AR : y denominando f;,sla frecuencia de corte debida a C;., la cual es: P.= 1 77 ARCA R) Entonces, a fu, se le asigna la frecuencia mínima del amplificador: 30Hz y a los otros condensadores se les asigna la frecuencia de una década por debajo de la anterior para que en la frecuencia de corte la ganancia tenga una caída de 204B por década. Si a todos los condensadores se les asignara frecuencia de corte en 30Hz, la caída de la ganancia seria abrupta, ya que corresponde a 60dB por década. Para calcular se debe encontrar el valor de la impedancia vista por él, la cual corresponde a la impedancia retlejada de la base en paralelo con CREMA) HA a IR, =290 . R “ B+1 El valor que se debe asignar al condensador de emisor es: 1 = A == 183UF. 27 x30H2(290) , “4 El valor que se debe asignar a los condensadores de acople es: Co ! 7 424F AX GHAO.OSKO+12KQ Cos == =5 UE Cap-10.5 RF Ejercicios - 420 - Clara Inés Bonilla Romero Donae, en la entrada y salida, respectivamente, el valor de capacitancias es: Por tanto la frecuencia de corte debida a la entrada es: fu= l =3.13Mhz 2AXC LR MR) gs JT] y la frecuencia de corte, por efecto de la capacitancia de la salida, es: fa= ! 5 = 48.22MHrz. 2AC¿ (RR) Por lo tanto la frecuencia de corte alta, para este amplificador, es la menor, o sea, fu=3.13Mhz. Como se deseaba que la frecuencia alta de corte fuera 260Khz, este amplificador se encuentra por encima del límite especificado, lo cual cumple con el diseño. La ganancia de voltaje de media banda, en dB, es: 14,48 =20l0gl-201=26.02 dB. Por lo tanto, el diagrama asintótico de Bode para este amplificador es el de la Fig.10-41, donde se aprecia la respuesta en frecuencia. LA Ls 4 26dB 23dB 20dB/4k —=>» 20db/dK 6UAB/AK- 0dB f 30hz 3.13Mhz 48.22Mhz Fig. 10-41 Respuesta en frecuencia del amplificador del ejercicio 10-3. Como se aprecia, en este esquema, este amplificador responde a los requerimientos exigidos de frecuencia. Cap-10.5 RF Ejercicios -422 - Clara Inés Bonilla Romero 
