12.10 : Análisis de pequeñas señales de amplificadores BJT

El análisis de pequeñas señales es un enfoque fundamental utilizado en electrónica para comprender cómo un amplificador de transistor de unión bipolar (BJT) procesa las señales. En la región activa, el BJT está diseñado para amplificación lineal. El comportamiento del transistor en estas condiciones está gobernado por su voltaje instantáneo base-emisor V_BE, una suma de la polarización de CC V_BE y una pequeña señal de CA V_BE, lo que da como resultado la corriente de colector i_C. En este caso, la corriente del colector tiene una componente CC y una componente CA.

Aquí, V_T es el voltaje térmico.

Cuando la señal de entrada de CA V_BE es significativamente menor que V_T, se puede utilizar una pequeña aproximación de señal para obtener la expresión del componente de CA de la corriente del colector. La componente CA de la corriente del colector es la relación entre el producto de la componente CC del colector con tensión de entrada variable en el tiempo y la tensión térmica.

La relación entre el componente de CA de la corriente del colector y la señal de entrada se conoce como transconductancia. La ganancia de voltaje del BJT es función de la transconductancia del BJT y la resistencia de la carga.

Aquí, el signo negativo significa un cambio de fase de 180 grados entre las señales de entrada y salida.

En la base del BJT, la resistencia del emisor base de señal pequeña r_π es crucial para las consideraciones de impedancia de entrada y está determinada por:

Esta resistencia afecta la respuesta del transistor a las señales de entrada y es inversamente proporcional a la corriente de polarización de CC.

Mediante un análisis de pequeñas señales, el rendimiento detallado de los amplificadores BJT con pequeñas variaciones de entrada se puede caracterizar y utilizar con precisión en el diseño de circuitos electrónicos.