Amplificador de base comun y colectivo

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL
PERÍODO ACADÉMICO: ABRIL - SEPTIEMBRE/2016
FORMATO DE CONSULTA
Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial
“Consulta”
Tema: Circuitos amplificadores de base común, emisor y
colectivo.
Carrera: Ing. Industrial en Procesos de Automatización
Área Académica: Industrial y Manufactura
Ciclo Académico y Paralelo: Cuarto “A”
Alumnos participantes: Aigaje Sierra Wilson Andrés
Módulo y Docente: Electrónica Básica Industrial Ing. Pérez Víctor
I. TEMA
Circuitos amplificadores de base común, emisor y colectivo.
II. DESARROLLO
Base común
Las figuras 1 y 2 muestran el esquema de un circuito amplificador simpe basado en un
transistor bipolar, tipo pnp, conectado en la configuración de base común. Según se
indica el transistor esta polarizado en la región activa mediante dos fuentes de
alimentación, VEE y VCC, que polarizarla uniones de emisor y recolector en directo y en
inverso, respectivamente. A la entrada del circuito amplificador se ha incluido el
generador de voltaje que es el que entrega la señal que se pretende amplificar, v¡.. Esta
señal se supone que es pequeña en comparación VEE y VCC.
Además, suponemos también que se trata en este caso de un generador ideal, y por
tanto la resistencia serie del generador es nula. Asimismo, a la salida del amplificador
se ha conectado una resistencia, RL que representa la resistencia de consumo, también
denominada resistencia de carga, sobre la cual aparece la señal amplificada, vo .
Generalmente, esta resistenciase coloca en serie con la fuente de tensión VCC, por tanto,
sirve también para polarizar la unión de colector a una tensión VBC, diferente a VCC.
Para entender cómo funciona el circuito amplificador vamos a suponer primero que la
señal del generador es nula. En este caso, la tensión VEE aplicada en el circuito de
entrada polariza en directo la unión de emisor a una tensión VEB =VEE y produce una
corriente IE en el termina de emisor.
En un caso típico, la fuente de alimentación VEE suele ser de unas décimas de voltio;
con ellos la corriente IE puede ser de unos miliamperios. Por otra parte, en el circuito de
salida la tensión VCC da lugar a una cierta polarización inversa VBC en la unión el circuito
de salida la tensión VCC da lugar a una cierta polarización inversa VBC en la unión de
colector, por la que la corriente IC en el terminal de colector vendrá dad
aproximadamente por: 𝐼 𝐶 ≈ 𝐼 𝐸 , con 𝛼 𝑑𝑐 ≈ 1. El circuito en esta situación se encuentra
en un estado de polarización estática, también quiescente, con tensiones y corrientes
constantes.

La presenciade una señal, v¡, en el circuitode entrada, no tiene por qué afectar el estado
de polarización estática quiescente siempre que el valor dela señal sea muy pequeña
en relación con la tensión de alimentación VEE. La unión de emisor seguirá entonces
polarizad en directo, con una tensión, VEB, igual a la suma de v¡ y VEB . Debido a la
presencia de a señal variable, v¡, en el terminal de emisor se produce también una
corriente variable, ie, superpuesta a a corriente IE originada por la polarización en
continua. La corriente ie, vendrá determinada por la ecuación v¡=r*ie ,donde r es la
resistencia dinámica de entrada del transistor en la configuración de base común. La
señal de corriente i produce a su vez en la unión de colector una corriente variable, i =
oti , superpuesta a la corriente de continua del colector, Ic (ot es el factor de ganancia
en corriente para señales alternas). Esta señal de corriente i circula por el circuito de
salida del amplificador y da lugar a una caída de voltaje en la resistencia RL cuyo valor,
v, está dado por v =i*R. Obviamente, esta caída de voltaje aparece también superpuesta
a la caída de voltaje originada por la corriente continua del colector. Si R es
suficientemente grande, la señal de salida, v, resulta amplificada en relación a la señal
de entrada, v. y al mismo tiempo variará en fase con ella.
Gráfico 1.a)Circuito amplificador simple dormido
por un transistor pnp en la configuración de
base común,polarizado en la región activa.
Gráfico 2.b) Circuito equivalente de pequeña
señal.
A partir de estas consideraciones es fácil obtener el factor de amplificación del circuito.
Dado que se trata de un amplificador para señales de voltaje tendremos:
Ecuación 1
En esta ecuación, r representa la resistencia dinámica de la unión de emisor polarizada
en directo, según se ha mencionado más arriba. En el rango de funcionamiento típico
del transistor, esta resistencia tiene un valor muy pequeño, alrededor de unos 20
ohmios. Por otra parte, el valor de R se suele elegir bastante elevado, aunque menor
que la resistencia de salida tipo paralelo asociada al circuito amplificador. Un valor

típico para RL puede ser alrededor de 5000 ohmios. Con esto, el factor de amplificación
de voltaje resultaría del orden de 250.
Aunque el circuito de la figura 9.2 está diseñado para amplificar señales de voltaje,
podemos suponer también que existe una amplificación de la corriente introducida en
el circuito de entrada. De acuerdo con las definiciones del apartado anterior, el factor
de amplificación en corriente vendrá dado por:
Ecuación 2
ya que, según se desprende de la fig. 9.2a, io = ic, e ii = ie. Dado que en la región activa
oc z
1, podemos concluir que el circuito amplificador de la fig. 9.2 no presenta una
amplificación apreciable para la corriente del circuito de entrada.
El cálculo de las resistencias de entrada y salida del circuitoamplificador puede hacerse
con ayuda del circuito equivalente representado en la fig. 9.2b. En esta figura, se ha
sustituido el transistor por su circuito equivalente de señales alternas (recuérdese que,
por tratarse de señales alternas, las fuentes de alimentación en continua quedan
cortocircuitadas en el circuito equivalente). El circuito contiene en la entrada una
resistencia de valor r y en la salida un generador de corriente constante de valor ic =
ocie. Del esquema se desprende que la resistencia de entrada, Ri, coincide con la
resistencia dinámica de la unión de emisor polarizada en directo, cuya magnitud hemos
denominado r.
Del mismo modo, considerando el circuito de salida como un generador de señal de
corriente ic, la resistencia de salida, Ro, es una resistencia colocada en paralelo con
el generador de corriente, tal como se indicó en la fig. 9.1c. Es fácil demostrar que el
valor de esta resistenciase corresponde con el inverso de la pendiente de las curvas
características de salida del transistoren el punto de operación, para la configuración
de base común, fig. 6.9. Dado que en la región activa del transistor las curvas
características son prácticamente horizontales, la resistencia Ro toma valores muy
elevados y por esta razón no aparece representada en la fig.
Se concluye, pues, que el circuito amplificador de base común posee una resistencia
de entrada relativamente baja. Esta característica es poco deseable para un
amplificador ideal de señales de voltaje. Sin embargo, un aspecto interesante de
este circuito es que se comporta en lo que se refiere a la salida como una fuente
ideal de señales de corriente, con una resistencia de salida bastante elevada, por lo
que la señal de corriente de salida es prácticamente independiente del valor de la
resistencia de carga [1].
Colector común
Otro tipo de configuración básica de un transistor es la de colector común. A esta
configuración se la suele llamar seguidor de emisor. Con este tipo de circuitos no vamos

a conseguir una amplificación de tensión, pero son muy buenos amplificadores de la
corriente y de ahí viene su utilidad.
La entrada de señal se produce por la base y la salida por el emisor, en vez de por el
colector como en el resto de los circuitos. El terminal común para la entrada y la salida
es el colector, como su nombre indica. Si la unión base emisor está polarizada
directamente, el transistor va a conducir, mientras que si está inversamente polarizada
no lo hará.
Gráfico 3
Hemos visto al principio que este circuito también se llama seguidor de emisor, nombre
que le viene porque el emisor sigue a la base, lo que quiere decir que la tensión que le
apliquemos a la base va a ser reproducida por el emisor. Por ejemplo, si la base se
encuentra a cero voltios, el emisor también estará a cero voltios y si la tensión de base
es de seis voltios el emisor estará a la misma tensión. Para que esto suceda así el
circuito tiene que estar funcionando en la zona activa. ¿Pero por qué sigue el emisor a
la base en este tipo de circuitos? Como podemos ver en la ilustración que representa
una configuración de colector común,el emisor tiene conectada una resistencia,RE, que
es la que va a hacer posible que el emisor siga a la base.
Gráfico 4
Para explicar este fenómeno supongamos primero que el emisor no tiene conectada
dicha resistencia, y que la base tampoco tiene una resistencia entre ella y la tensión de
entrada, olvidándonos de lo que tiene el resto del circuito: si la tensión de entrada a la
base es más positiva que la tensión del emisor, por ejemplo, un emisor conectado a 3
voltios y una base a 3,5 voltios, la unión base emisor se encontraría polarizada
inversamente y el transistor no va a conducir, estará al corte. Sin embargo, si la base es
más negativa (o menos positiva) que el emisor, por ejemplo, una base a 2,9 voltios, el
transistor empieza a conducir. Pero la tensión de la base no puede bajar más que un

par de décimas para que el transistor siga funcionando en la región activa, ya que el
emisor está conectado fijo a un potencial y, al no tener una resistencia de emisor, la
diferencia no puede ser mayor; en este caso la base tiene que seguir lo que "impone" el
emisor para que el transistor funcione. Si colocamos la resistencia de emisor, como
sucede en un circuito de colector comúny, por ejemplo, tenemos al emisor a una tensión
de +3 voltios, la base tiene que ser más negativa para que el transistor conduzca, al
tener que estar la unión base emisor polarizada directamente.
La diferencia con el caso en el que no teníamos resistencia de emisor es que ahora la
base va a tener mucho más rango de valores válidos de tensión para que el transistor
conduzca. Si está por ejemplo a +2,5 voltios, se va a establecer una corriente de base,
IB, y, por lo tanto, una corriente de emisor, Ie. A la circular esta Ie por la resistencia, RE,
el potencial de emisor va a hacerse más negativo (o menos positivo debido a la caída
de potencial que se produce al atravesar una resistencia); por lo tanto, en este caso, el
emisor está siguiendo a la base, ya que, al hacer a la tensión de base más negativa, la
tensión del emisor se ha hecho más negativa también.
Por lo tanto, podemos decir que la configuración de colector común es un seguidor de
emisor.
Este tipo de circuitos tiene un comportamiento muy bueno frente a las variaciones de
temperatura y es debido a que tiene conectada una resistencia, RE. El problema que
pueden tener este tipo de circuitos es que disipan mucha potencia. Como en esta
configuración se produce una ampliación de corriente, la corriente de salida es muy
grande y al trabajar siempre en la región activa podemos disipar mucha potencia; este
efecto se corrige poniendo una resistencia entre el colector y la fuente de alimentación.
La característica más importante de esta configuración es que ofrece una "alta
impedancia" (o resistencia) de entrada y una baja impedancia de salida. La corriente de
entrada va a ser muy pequeña, mientras que la de salida puede llegar a ser muy grande.
Esta característica influye totalmente en las aplicaciones que damos a este circuito: se
usa como adaptador de impedancias, es decir, cuando queramos obtener una baja
impedancia de salida.
Sabemos que la tensión que apliquemos no va a variar al ser igual la de entrada que la
de salida. Sin embargo, vamos a obtener una gran amplificación de la intensidad [2].
III. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1
]
A. J.Maria, «ICMM,» [En línea].Available:
http://www.icmm.csic.es/fis/gente/josemaria_albella/electronica/9%20Circuitos%20Ampli
ficadores.pdf.[Últimoacceso:9Enero2016].
[2
]
Geocities,«Geocities,»[Enlínea].Available:
http://www.geocities.ws/pnavar2/transis2/base.html.[Últimoacceso:9Enero2017].

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