Amplificadores

1. Amplificadores transistorizados
Multietapa
Participante: Conde Froilana
Ci: 25.828.108
Profesor: Luis Vargas
Extensión ciudad bolívar Mención Electrónica

2. Par de retroalimentación
 El par de retroalimentación es una
configuración de dos transistores bipolares
similar al par Darlington, pero la conexión se
realiza entre un transistor PNP que maneja a
un NPN,actuando de manera similar a un
solo transistor PNP. Esta configuración
ofrece una alta ganancia de corriente, yaque
se realiza el producto entre las ganancias de
los transistores.
 La realimentación electrónica consiste en
tomar la información disponible en una parte
del circuito e introducirla en otra parte del
circuito con el fin de influir sobre el
comportamiento de la salida.

3. Par de retroalimentación
 En un sistema de retroalimentación, toda o parte de la señal de salida, ya sea positiva o negativa,
se realimenta a la entrada
Los sistemas de retroalimentación procesan señales y, como tales, son procesadores de señales. La
parte de procesamiento de un sistema de retroalimentación puede ser eléctrica o electrónica, desde
circuitos muy simples hasta altamente complejos.
 Los circuitos de control de retroalimentación analógica simples pueden construirse utilizando
componentes individuales o discretos, como transistores, resistencias y condensadores, etc., o
mediante circuitos integrados y basados ​​en microprocesador (IC) para formar sistemas de
retroalimentación digital más complejos.
 Un sistema de retroalimentación es uno en el que la señal de salida se muestrea y luego se
retroalimenta a la entrada para formar una señal de error que impulsa el sistema. En el tutorial
anterior sobre Sistemas de circuito cerrado, vimos que, en general, la retroalimentación se
compone de un subcircuito que permite que una fracción de la señal de salida de un sistema
modifique la señal de entrada efectiva de tal manera que produzca una respuesta eso puede diferir
sustancialmente de la respuesta producida en ausencia de tal retroalimentación.

4. Par de retroalimentación
Hay dos tipos principales de control de retroalimentación, a saber: retroalimentación negativa y
retroalimentación positiva .
Sistemas de retroalimentación positiva
En un "sistema de control de retroalimentación positiva", el controlador agrega los valores de punto de
ajuste y de salida, ya que la retroalimentación está "en fase" con la entrada. El efecto de la
retroalimentación positiva (o regenerativa) es "aumentar" la ganancia del sistema, es decir, la ganancia
general con retroalimentación positiva aplicada será mayor que la ganancia sin retroalimentación. Por
ejemplo, si alguien te elogia o te da comentarios positivos sobre algo, te sientes feliz contigo mismo y
estás lleno de energía, te sientes más positivo.
Sin embargo, en los sistemas electrónicos y de control, muchos elogios y comentarios positivos pueden
aumentar demasiado la ganancia de los sistemas, lo que daría lugar a respuestas de circuito oscilatorio a
medida que aumenta la magnitud de la señal de entrada efectiva.
Un ejemplo de un sistema de retroalimentación positiva podría ser un amplificador electrónico basado en
un amplificador operacional o un amplificador operacional como se muestra.

5. Clasificación de par de retroalimentación
 Para la conexión de derivación en serie, la configuración se define como el voltaje de salida, Vout
al voltaje de entrada, Vin. La mayoría de los circuitos de amplificador operacional inversor y no
inversor funcionan con retroalimentación de derivación en serie que produce lo que se conoce
como un "amplificador de voltaje". Como amplificador de voltaje, la resistencia de entrada ideal,
Rin es muy grande, y la resistencia de salida ideal, Rout es muy pequeña.
Entonces, la "configuración de retroalimentación de derivación en serie" funciona como un
amplificador de voltaje verdadero ya que la señal de entrada es un voltaje y la señal de salida es un
voltaje, por lo que la ganancia de transferencia se da como: Av = Vout ÷ Vin . Tenga en cuenta que
esta cantidad no tiene dimensiones ya que sus unidades son voltios / voltios.
Sistemas de retroalimentación de la serie Shunt
La retroalimentación de la serie Shunt , también conocida como retroalimentación de corriente
de derivación , funciona como un sistema de retroalimentación controlada por corriente y
corriente. La señal de retroalimentación es proporcional a la corriente de salida, Io que fluye en la
carga. La señal de realimentación se retroalimenta en paralelo o en derivación con la entrada como
se muestra.

6. Par de retroalimentación
 Sistema de retroalimentación positiva
 Control de realimentación positiva del op-amp se logra
mediante la aplicación de una pequeña parte de la señal de
tensión de salida en Vout de nuevo a la (no inversora + )
terminal de entrada a través de la resistencia de realimentación,
R F .
Si el voltaje de entrada Vin es positivo, el amplificador
operacional amplifica esta señal positiva y la salida se vuelve
más positiva. Parte de este voltaje de salida es devuelto a la
entrada por la red de retroalimentación.
 Por lo tanto, el voltaje de entrada se vuelve más positivo,
causando un voltaje de salida aún mayor y así sucesivamente.
Finalmente, la salida se satura en su carril de suministro
positivo.

7. Par de retroalimentación
 Sistema de retroalimentación negativa
 En un "sistema de control de retroalimentación negativa", el punto de
ajuste y los valores de salida se restan entre sí ya que la
retroalimentación está "desfasada" con la entrada original. El efecto de
la retroalimentación negativa (o degenerativa) es "reducir" la ganancia.
Por ejemplo, si alguien te critica o te da comentarios negativos sobre
algo, te sientes descontento contigo mismo y, por lo tanto, te falta
energía, te sientes menos positivo.
Debido a que la retroalimentación negativa produce respuestas de
circuito estables, mejora la estabilidad y aumenta el ancho de banda
operativo de un sistema dado, la mayoría de todos los sistemas de
control y retroalimentación es degenerativa, reduciendo los efectos de
la ganancia.
 Un ejemplo de un sistema de retroalimentación negativa es un
amplificador electrónico basado en un amplificador operacional como
se muestra.

8. Par de retroalimentación
 El control de retroalimentación negativa del amplificador se logra aplicando una
pequeña parte de la señal de voltaje de salida en Vout al terminal de entrada de inversión ( - )
a través de la resistencia de retroalimentación, Rf .
Si el voltaje de entrada Vin es positivo, el amplificador operacional amplifica esta señal positiva,
pero debido a que está conectada a la entrada inversora del amplificador, y la salida se vuelve más
negativa. Parte de este voltaje de salida es devuelto a la entrada por la red de retroalimentación de
Rf .
Por lo tanto, el voltaje de entrada se reduce por la señal de retroalimentación negativa, lo que
provoca un voltaje de salida aún menor y así sucesivamente. Finalmente, la salida se estabilizará y
se estabilizará en un valor determinado por la relación de ganancia de Rf ÷ Rin .
Del mismo modo, si el voltaje de entrada Vin es negativo, sucede lo contrario y la salida de los
amplificadores operacionales se vuelve positiva (invertida), lo que se suma a la señal de entrada
negativa. Entonces podemos ver que la retroalimentación negativa permite que el circuito
funcione como un amplificador, siempre que la salida esté dentro de los límites de saturación.

9. Clasificación de par de retroalimentación
 Como resultado, hay cuatro clasificaciones básicas del sistema de retroalimentación de bucle
único en el que la señal de salida se retroalimenta a la entrada y estas son:
Configuración de derivación en serie : voltaje de entrada y salida de voltaje o fuente de voltaje
controlado por voltaje (VCVS).
Configuración Shunt-Shunt : corriente de entrada y salida de voltaje o fuente de voltaje
controlado de corriente (CCVS).
Configuración serie-serie : voltaje de entrada y salida de corriente o fuente de corriente
controlada por voltaje (VCCS).
Configuración de la serie de derivación : corriente de entrada y salida de corriente o fuente de
corriente controlada actual (CCCS).
La retroalimentación de derivación en serie, también conocida como retroalimentación de
voltaje en serie , funciona como un sistema de retroalimentación controlado por voltaje y voltaje. La
tensión de error realimentada desde la red de retroalimentación está en serie con la entrada.

10. Clasificación de par de retroalimentación
 Sistemas de retroalimentación de la serie Shunt
La retroalimentación de la serie Shunt , también conocida
como retroalimentación de corriente de derivación , funciona
como un sistema de retroalimentación controlada por corriente y
corriente. La señal de retroalimentación es proporcional a la
corriente de salida, Io que fluye en la carga. La señal de
realimentación se retroalimenta en paralelo o en derivación con
la entrada como se muestra.
Sistema de retroalimentación de la serie Shunt
Para la conexión de la serie shunt, la configuración se define
como la corriente de salida, Iout a la corriente de entrada, Iin. En
la configuración de retroalimentación de la serie shunt, la señal
realimentada está en paralelo con la señal de entrada y, como
tal, son las corrientes, no los voltajes que se suman.
Esta conexión de retroalimentación de derivación paralela
normalmente no afectará la ganancia de voltaje del sistema, ya
que para una salida de voltaje se requiere una entrada de
voltaje. Además, la conexión en serie en la salida aumenta la
resistencia de salida, Rout , mientras que la conexión en
derivación en la entrada disminuye la resistencia de entrada

11. Clasificación de par de retroalimentación
Los sistemas de retroalimentación serie-serie , también conocidos como
retroalimentación de corriente en serie , funcionan como un sistema de retroalimentación
controlado por voltaje-corriente. En la configuración de corriente en serie, la señal de error de
retroalimentación está en serie con la entrada y es proporcional a la corriente de carga, Iout . En
realidad, este tipo de retroalimentación convierte la señal de corriente en un voltaje que realmente se
retroalimenta y es este voltaje el que se resta de la entrada.
Sistema de retroalimentación serie-serie
Para la conexión serie-serie, la configuración se define como la corriente de salida, Iout al voltaje de
entrada, Vin. Debido a que la corriente de salida, Iout de la conexión en serie se realimenta como un
voltaje, esto aumenta las impedancias de entrada y salida del sistema. Por lo tanto, el circuito
funciona mejor como un amplificador de transconductancia con la resistencia de entrada ideal, Rin es
muy grande y la resistencia de salida ideal, Rout también es muy grande.
Entonces, la "configuración de retroalimentación serie-serie" funciona como un sistema amplificador
de tipo transconductancia ya que la señal de entrada es un voltaje y la señal de salida es una corriente.
entonces, para un circuito de retroalimentación serie-serie, la ganancia de transferencia se da como:
Gm = Iout ÷ Vin .

12. Circuito amplificador diferencial
 también conocido como amplificador diferencial,
amplifica la diferencia entre las dos entradas de voltaje.
La no inversora menos la inversora. La ventaja de el
amplificador diferencial es que rechaza el ruido en
modo común. En este caso, la salida esta en función a
una ganancia, la cual es proporcional a la relación de
resistencias. Recuerda que puedes aplicar estos diseños
con los amplificadores LM741, LM324, LM358, entre
otros.
 En primer lugar, vamos a considerar las
configuraciones de amplificación inversora y no
inversora. Estas configuraciones en función a los
arreglos básicos de un amplificador operacional. Vemos
en la siguiente figura que podemos tomar cada una de
las entradas como cada caso de configuración. Notese
que a través del teorema de superposición, podemos
simplemente sumar los dos voltajes de salida lo que
nos daría la ecuación final del sistema.
Figura 1: Amplificador Diferencial en
modo de ganancia controlada. La
ganancia se encuentra en la relación
R2/R1.
Figura 2: Simplificando el
Amplificador Diferencial.
Considerando por el teorema de
superposición Vo=Vo1+Vo2.
Tomando para cada entrada con la
otra aterrizada a GND
R2
/R
1.

13. Circuito amplificador diferencial
 A continuación, finalmente, tenemos algunos ejemplos de aplicación para el amplificador
operacional en modo diferencial. En primer lugar, con la salida de 5V.
 Figura 3: Ejemplo de Amplificador Diferencial.

14. Circuito amplificador diferencial
 Posteriormente, podemos observar con otra diferencia de potencial.
 Figura 4: Ejemplo de Amplificador Diferencial.

15. Circuito de amplificador diferencial
El amplificador diferencial básico tiene 2 entradas V1 y V2. Si la tensión de V1 aumenta, la corriente del
emisor del transistor Q1 aumenta (acordarse que IE = BxIB), causando una caída de tensión en Re. Si la
tensión de V2 se mantiene constante, la tensión entre base y emisor del transistor Q2 disminuye,
reduciéndose también la corriente de emisor del mismo transistor. Esto causa que la tensión de colector de
Q2 (Vout+) aumente. La entrada V1 es la entrada no inversora de un amplificador operacional. Del mismo
modo cuando la tensión en V2 aumenta, también aumenta la la corriente de colector del transistor Q2,
causando que la tensión de colector del mismo transistor disminuya, (Vout+) disminuye. La entrada V2 es la
entrada inversora del amplificador operacional. Si el valor de la resistencia RE fuera muy grande, obligaría
a la suma de las corrientes de emisor de los transistor Q1 y Q2, a mantenerse constante, comportándose
como una fuente de corriente. Entonces, al aumentar la corriente de colector de un transistor, disminuirá la
corriente de colector del otro transistor. Por eso cuando la tensión V1 crece, la tensión en V2 decrece.
 Etapa de amplificación
 El Amplificador diferencial se caracteriza por presentar dos transistores idénticos con similares
características, tanto internas como de las redes de polarización.
 Ya que el circuito dispone dos entradas y dos salidas de señal, existen cuatro configuraciones posibles
realizando las distintas combinaciones entre entradas y salida.

16. Modos de trabajo de un amplificador diferencial
 Modo Diferencial
 Para V1=V2 y suponiendo F>>1, las corrientes de colector y emisor de cada etapa son iguales.
Todas estas corrientes tienen magnitudes iguales (aproximadamente) a IEE/2 debido a la simetría
del circuito y a la despreciable corriente que circula por RE. Si incrementamos V1 en v/2 y
simultáneamente disminuimos V2 en v/2, la señal de salida aumenta en v advertir que el circuito
funciona en modo lineal mientras v<4VT.
 Modo Común
 Consideremos que las dos tensiones V1 y V2 aumentan en v/2. La tensión diferencial Vd
permanece nula mientras que Ic1 e Ic2 son iguales. No obstante la tensión VE aumenta.
 Por lo tanto dependiendo de la señal de entrada, el amplificador diferencial actúa o bien como
etapa en emisor común o bien como etapa en emisor común con resistencia de emisor. Por lo tanto
la ganancia de esta etapa es notablemente mayor en el funcionamiento como modo diferencial que
como modo común. Normalmente los amplificadores diferenciales se diseñan de forma que a
efectos prácticos sólo resulten amplificadas las señales diferenciales.

17. Análisis de ejercicios amplificadores multietapa
 Procedemos a realizar el análisis del circuito de la misma manera que en el caso del amplificador
inversor. Indicamos las corrientes y caídas de tensión y aplicamos las leyes de Kirchhoff y ohm.
 I1 = IB- + I2 = 0 + I2
 I1 = I2
 Mediante la ley Ohm obtenemos ambas corrientes.
 I1 = (0 – V–) / R1
 I2 = (V– – Vo) / R2
 Aplicando la regla de la masa virtual:
 V+ = V– = V1
 Sustituyendo en ambas ecuaciones:
 I1 = (0 – V1) / R1
 I2 = (V1 – Vo) / R2
 e igualando ambas corrientes:
 (0 – V1) / R1 = (V1 – Vo) / R2
 – V1 / R1 = (V1 – Vo) / R2
 (R2 / R1) * (-V1) = (V1 – Vo)
 Vo = V1 * [1 + (R2 / R1)]