REFLEXION DE IMPEDANCIAS EN EL JFET En el BJT cuando se

REFLEXION DE IMPEDANCIAS EN EL JFET
En el BJT cuando se reflejaba el circuito de emisor en el circuito de base, las impedancias del
circuito de base quedaban divididas por (hfe +1) y las corrientes asociadas quedaban
multiplicadas por (hfe +1).
Cuando se reflejaba el circuito de base en el circuito de emisor, todas las impedancias quedaban
multiplicadas por (hfe +1) y las corrientes respectivas quedaban divididas por (hfe +1).
En el JFET la regla para reflejas las impedancias es tal que las tensiones existentes en el circuito
de DREN pueden ser reflejados en el circuito de SOURCE dividiendo las impedancias y las
tensiones por (μ +1). De igual forma, las impedancias y las corrientes existentes en el circuito de
SOURCE pueden ser reflejadas en el circuito de DREN, multiplicando por (μ +1).
La técnica de reflexión de impedancias se explica en el siguiente circuito:
En el siguiente circuito se han omitido los componentes de polarización. Las fuentes de voltaje
v1, v2 y v3 se ha indicado para representar todas las posibles entradas de señal al dispositivo.
VDD
-
v3
+
RD
vO1
vO2
+
RS
v1
+
-
v2
-
A continuación dibujaremos el circuito equivalente de CA, seguido por su circuito equivalente de
señal pequeña:
Circuito equivalente de c.a.
Circuito de señal pequeña
G
vO1
vO2
+
v1
-
id
RD
+
RS
+
v2
-
v3
-
D
gmvgs
+
v1
-
rds
S
RS
+
v2
-
vO1
id
vO2
RD
+
v3
-
ahora transformaremos la fuente de corriente en fuente de voltaje
D
G
µvgs
+
v1
rds
+
id
S
-
vO1
RS
+
v2
vO2
RD
+
v3
-
-
en donde   gmrds
para encontrar la corriente en la malla de salida, basta aplicar la Ley de Voltajes de Kirchhoff
L.V.K. en malla de D:
v2  RS id  vgs  rdsid  R D id  v3  0
vgs  v2  v3  id  RS  rds  R D   0
 vgs  v2  v3
id 
RS  rds  R D
Ec. (*)
Para eliminar vgs, lo encontramos en la malla de G. y luego lo sustituimos en la ecuación
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Para encontrar vgs aplicamos L.V.K. en malla de G:
v1  vgs  RS id  v2  0
vgs  v1  v2  RS id
Sustituyendo en la Ec. (*):
id 
v1  v2   RS id  v2  v3
RS  rds  R D
Despejando para id:
id  RS  rds  RD   RS   v1  v2  v2  v3
id    1 RS  rds  RD    v1     1 v2  v3
id 
v1     1 v2  v3
   1 RS  rds  RD
Ec. (1)
La ecuación (1) puede representarse mediante el siguiente circuito:
(µ+1)Rs
rds
D
vO1
-
µv1
RD
id
+
+
+
v3
(µ+1)v2
-
-
A este circuito se le conoce como circuito de Source reflejado en Dren.
Dividiendo el numerador y denominador de la ecuación (1) por    1 :

v3
 1
 1
id 
rds  RD
RS 
 1
v1  v2 
esta ecuación puede representarse por el siguiente circuito:
RD
+
v1
1
 1
rds
1
 1

1 +
 1 -
vO2
RS
-  1
v3
S
id
+
v2
-
A este circuito se le conoce como circuito de Dren reflejado en Source.
EJEMPLO PARA APLICAR EL CONCEPTO DE REFLEXION DE IMPEDANCIAS EN LOS
AMPLIFICADORES CON JFET
Ejercicio: Obtenga la ganancia de voltaje Av y la impedancia de salida ZO del siguiente
amplifcador en Fuente Común.
Datos:
+VDD
VDD = 12 V
R1 = 120 KΩ
R2 = 600 KΩ
RD = 3 KΩ
RS = 3 KΩ
RL = 3.9 KΩ
R2
RD
rs = 50 Ω
Ci→ ∞
CO→ ∞
rS
JFET:
IDSS = 2.6 mA
rds = 80 KΩ
RL
vS
R1
RS
VGSOff = - 2.8 V
Resultados (análisis convencional):
IDQ = 1 mA
VGSQ = - 1 V
VDSQ = 6 V
gm = 1.19 mS
CS
Simplificando el circuito a equivalente de CA
rS
vS
RD
RG
donde:
RG  R1 R2 ,
RL
RL '  RD RL
Simplificando la malla de compuerta y de dren mediante el Teorema de Thévenin
VDD
-
v3
+
r S’
RD
RL’
vS’
relacionando con
+
v1
-
vO2
RS
+
v2
-
Donde
rs '  rs RG ,
vO1
vs ' 
RG
vs
RG  rs
Ahora relacionaremos este circuito con el circuito inicial (circuito del lado derecho).
Relacionando ambos circuitos tenemos:
RD 
 RL '
R’L hace la funciones de la RD del circuito original
RS 
0
RS no existe en el circuito original
v1 
 vS '
v’S hace la funcion de la fuente v1
v2 
0
v3 
0
v2 y v3 en el circuito original no existe
Para encontrar AV 
vL
y ZO , utilizamos el circuito de Source reflejado en Drain debido a que
vS
este circuito permite relacionar las variables como son vL y v’S asi como zO
rds
D
-
+
µvS’
RD
+
RL
vL
-
ZO
AV 
v L v L vS '


vS vS ' vS
vL
 RL '

vS '
RL ' rds
vS '
RG

vS RG  rS
 AV  
RG
RL '

= – 92.428
RL ' rS RG  rS
Indirectamente podemos obtener la ganancia de corriente AI a partir de AV:
AI 
Z r
iL
 AV i s = 2371.14
iS
RL
La impedancia zO se puede observar fácilmente del “circuito fórmula”.
ZO  RD rds = 2,891.56 Ω