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TRABAJO FINAL DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I PARA EL EXAMEN FINAL

ALUMNO: HERALDO RUBEN FORTUNA CHUCHÓN

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TRABAJO FINAL

1. Demostrar que la sensibilidad de corriente (Si) del amplificador diferencial es 1: El factor de estabilidad (Si), es uno de los más recurrentes y depende de la corriente ICO.

Para calcular la sensibilidad de corriente se usa la siguiente ecuación: 𝑆𝐼 =

𝜕𝐼𝐶𝑄 𝜕𝐼𝑐𝑜

El modelo de un amplificador diferencial es el siguiente:

Vemos que, al ser un espejo de corriente, tenemos que: 𝐼𝐶𝑄1 = 𝐼𝐶𝑄2 Es por eso que las corrientes de colector en el punto de trabajo son aproximadamente invariantes con respecto a las corrientes de entrada. 𝑆𝐼 =

𝜕𝐼𝐶𝑄 ≈1 𝜕𝐼𝑐𝑜

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2. Demostrar cuál de los factores de estabilidad es el mejor (Si vs Sv): Los factores de estabilidad nos dan la variación de una tensión o una corriente en función de alguno de los parámetros susceptibles de cambio en el dispositivo. Por ejemplo, si consideramos la corriente de colector como elemento a observar, podemos definir al menos cuatro factores de estabilidad, que nos indican la variación de dicha corriente con respecto a otros cuatro elementos como son la tensión base-emisor, la corriente inversa colector-base, la ganancia en continua (β) y la tensión de alimentación del circuito. Un punto a favor del Sv es que los parámetros usados generalmente por el voltaje son conocidos mientras que los de la corriente no. Consideramos entonces que es mejor usar el factor de estabilidad del voltaje al emplear transistores.

3. Buscar información de un diseño artesanal de un disipador electrónico que maneja un sistema de 80W. Un disipador es un instrumento que se utiliza para bajar la temperatura de algunos componentes electrónicos. Su funcionamiento se basa en la ley cero de la termodinámica, transfiriendo el calor de la parte caliente que se desea disipar al aire. Este proceso se propicia aumentando la superficie de contacto con el aire, permitiendo una eliminación más rápida del calor excedente. Para hacer un disipador electrónico casero que aguante 80W necesitaremos conseguir un pedazo de cobre y aplanarlo hasta hacerlo una placa de aproximadamente 50cm2:

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Ahora, le realizaremos 4 cortes a cada lado:

Cuando tenga este tipo de diseño, le agregamos el dispositivo electrónico que queremos usar:

4. Averiguar la cantidad máxima de transistores BJT que puedes colocarse en configuración espejo (dependiendo del voltaje de fuente VCC). Calcular el FAN OUT. La configuración espejo es la siguiente:

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En la que vemos que se cumple: IX = (VCC - VBE) / RX

Por lo que siendo el voltaje: VCC Y la caída VCE aproximadamente VCC/10 para optimizar el circuito, entonces: El máximo es aproximadamente VCC/10 transistores BJT.

5. Realizar los 3 tipos de las fuentes de corriente con transistores FET (convencional, cuadrática, especial logarítmico) 

Convencional:

Los espejos de corriente basados en transistores bipolares pueden ser extendidas a transistores FET, pero con las propias particularidades de este tipo de dispositivos. Al ser los transistores FET dispositivos controlados por tensión, no presentan los problemas de polarización de base de los bipolares. Sin embargo, la relación cuadrática entre la ID y la VGS dificulta su análisis. La figura 5.a muestra una fuente de corriente simple basada en un espejo de corriente constituida por transistores NMOS. El valor de la intensidad de referencia Iref, que es idéntica a la intensidad de drenador del transistor M1, se obtiene resolviendo el siguiente sistema de ecuaciones:

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Cuadrática:

En muchos amplificadores integrados se requieren fuentes de corriente con niveles de polarización muy bajos (del orden de 5µA) y alta impedancia de salida. Generar estos valores con fuentes de corriente basadas en espejos de corriente exige que la resistencia de polarización sea del orden de 600kΩ; estas resistencias son muy costosas de integrar porque ocupan demasiada área. Estos valores de corriente se pueden generar con un coste más bajo en la fuente de corriente Widlar, cuya estructura se muestra en la figura 6.a. Esta fuente utiliza una resistencia de emisor de pequeño valor de forma que los transistores están trabajando con diferentes valores de VBE.

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Especial logarítmico:

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