Tema 5: Amplificadores de entrada diferencial - Universidad ...

Tema 5Amplicadores de Entrada Diferencial2.2.4. Impedancia de entrada y salidaEstos parámetros son válidos para modelos en pequeña señal y jamás debe utilizarse en modoDC. Para esto último, ya están las corrientes de polarización de la entrada así como la corrienteen cortocircuito. Se utiliza, por ejemplo, para calcular los polos y ceros del sistema completo. Engeneral, la valor de la impedancia de entrada es del orden de h ie en transistores bipolares y de lacapacidad de puerta en los transistores de efecto campo. La de salida debe calcularse realizando elmodelo Thévenin del par visto desde los terminales de salida aunque, por lo general, serán del ordende la resistencia de carga en paralelo con la impedancia de salida de los transistores.2.2.5. Frecuencia máxima de trabajoRecordemos que, dentro de cada par diferencial, hay varias capacidades. En general, se puedesuponer que ambos transistores están en una situación similar a la del emisor común y que losresultados obtenidos allí son extrapolables a esta nueva estructura.2.3. Pares diferenciales con carga activaEstos pares se caracterizan por utilizar las dos ramas de un espejo de corriente como cargas de losdos transistores del par diferencial. En general, estos dispositivos se diseñan como transconductores,que convierten la tensión de entrada en corriente de salida, tienen una ganancia extraordinariamentealta y no requieren de grandes valores de resistencia para obtener una ganancia muy alta. Por ello, sonmuy populares al diseñar circuitos integrados como amplicadores operacionales o comparadores.Por otro lado, cuanto más ecaz sea la reexión de corriente del espejo y cuanto mayor sea suimpedancia de salida, mejores características tendrá el par diferencial.2.3.1. Tecnología bipolarEn esta tecnología, el par diferencial más sencillo construido íntegramente con transistores bipolareses el mostrado en Fig. 10. En ella, el par diferencial NPN es polarizado con un espejo decorriente simple de caracter opuesto (PNP). La salida, simple, se encuentra en el terminal formadopor los dos conectores en serie.Es preferible estudiar esta estructura como un transconductor. Para darle mayor generalidad,supondremos que hay dos fuentes de corriente polarizando cada transistor, estando relacionadasentre sí por un factor k = 1 − ɛ ≈ 1 ⇒ ɛ 0 (Fig. 11). Esto nos permite extrapolar los resultados acualquier espejo distinto del simple cambiando, simplemente, el valor de ɛ. En un espejo simple PNP,este parámetro es 0.02 pero, en espejos más complejos, es del orden de 10 −4 . En esta estructura esfácil ver que:Para uso de alumnos de laUniversidad Complutense de Madridhttp://www.ucm.esI Ea + I Eb = I Q( )( )VA − V EVB − V EI Ea = I S· expI Eb = I S· expN·V T N·V TElectrónica Analógica Ingeniería Superior en Electrónica 14