Amplificador de acoplamiento RC
El acoplamiento resistencia-capacitancia se denomina, en breve, acoplamiento RC. Esta es la técnica de acoplamiento más utilizada en amplificadores.
Construcción de un amplificador acoplado RC de dos etapas
Los detalles de construcción de un circuito amplificador de transistor acoplado RC de dos etapas son los siguientes. El circuito amplificador de dos etapas tiene dos transistores, conectados en configuración CE y se utiliza una fuente de alimentación común V CC . La red divisor de potencial R 1 y R 2 y la resistencia R e forman la red de polarización y estabilización. El condensador de derivación del emisor C e ofrece una ruta de baja reactancia a la señal.
La resistencia R L se utiliza como impedancia de carga. El condensador de entrada C en presente en la etapa inicial de la señal de AC parejas amplificador a la base del transistor. El condensador C C es el condensador de acoplamiento que conecta dos etapas y evita la interferencia de CC entre las etapas y controla el cambio de punto de operación. La siguiente figura muestra el diagrama de circuito del amplificador acoplado RC.
Funcionamiento del amplificador acoplado RC
Cuando se aplica una señal de entrada de CA a la base del primer transistor, se amplifica y aparece en la carga del colector R L que luego pasa a través del condensador de acoplamiento C C a la siguiente etapa. Esta se convierte en la entrada de la siguiente etapa, cuya salida amplificada aparece nuevamente a través de su carga de colector. Por tanto, la señal se amplifica paso a paso.
El punto importante que debe tenerse en cuenta aquí es que la ganancia total es menor que el producto de las ganancias de las etapas individuales. Esto se debe a que cuando se hace una segunda etapa para seguir a la primera, eleffective load resistancede la primera etapa se reduce debido al efecto de derivación de la resistencia de entrada de la segunda etapa. Por lo tanto, en un amplificador de etapas múltiples, solo la ganancia de la última etapa permanece sin cambios.
Como consideramos aquí un amplificador de dos etapas, la fase de salida es la misma que la de entrada. Porque la inversión de fase se realiza dos veces mediante el circuito amplificador configurado CE de dos etapas.
Respuesta de frecuencia del amplificador acoplado RC
La curva de respuesta de frecuencia es un gráfico que indica la relación entre la ganancia de voltaje y la función de la frecuencia. La respuesta de frecuencia de un amplificador acoplado a RC se muestra en el siguiente gráfico.
A partir del gráfico anterior, se entiende que la frecuencia cae o disminuye para las frecuencias por debajo de 50Hz y para las frecuencias por encima de 20 KHz. mientras que la ganancia de voltaje para el rango de frecuencias entre 50Hz y 20 KHz es constante.
Lo sabemos,
$$ X_C = \ frac {1} {2 \ pi f_c} $$
Significa que la reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la frecuencia.
A bajas frecuencias (es decir, por debajo de 50 Hz)
La reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la frecuencia. A bajas frecuencias, la reactancia es bastante alta. La reactancia del condensador de entrada C en y el condensador de acoplamiento C C son tan altas que sólo se permite pequeña parte de la señal de entrada. La reactancia del condensador de derivación del emisor C E también es muy alta durante las bajas frecuencias. Por tanto, no puede desviar la resistencia del emisor de forma eficaz. Con todos estos factores, la ganancia de voltaje se reduce a bajas frecuencias.
A altas frecuencias (es decir, por encima de 20 KHz)
De nuevo, considerando el mismo punto, sabemos que la reactancia capacitiva es baja a altas frecuencias. Entonces, un capacitor se comporta como un cortocircuito, a altas frecuencias. Como resultado de esto, aumenta el efecto de carga de la siguiente etapa, lo que reduce la ganancia de voltaje. Junto con esto, a medida que disminuye la capacitancia del diodo emisor, aumenta la corriente base del transistor debido a lo cual se reduce la ganancia de corriente (β). Por tanto, la ganancia de voltaje se reduce a altas frecuencias.
En frecuencias medias (es decir, 50 Hz a 20 KHz)
La ganancia de voltaje de los capacitores se mantiene constante en este rango de frecuencias, como se muestra en la figura. Si la frecuencia aumenta, la reactancia del condensador C C disminuye, lo que tiende a aumentar la ganancia. Pero esta reactiva de menor capacitancia aumenta el efecto de carga de la siguiente etapa por la cual hay una reducción en la ganancia.
Debido a estos dos factores, la ganancia se mantiene constante.
Ventajas del amplificador acoplado RC
Las siguientes son las ventajas del amplificador acoplado RC.
La respuesta de frecuencia del amplificador RC proporciona una ganancia constante en un amplio rango de frecuencia, por lo que es más adecuado para aplicaciones de audio.
El circuito es simple y tiene un costo menor porque emplea resistencias y condensadores que son baratos.
Se vuelve más compacto con la tecnología de actualización.
Desventajas del amplificador acoplado RC
Las siguientes son las desventajas del amplificador acoplado RC.
El voltaje y la ganancia de potencia son bajos debido a la resistencia de carga efectiva.
Se vuelven ruidosos con la edad.
Debido a una mala adaptación de impedancia, la transferencia de energía será baja.
Aplicaciones del amplificador acoplado RC
Las siguientes son las aplicaciones del amplificador acoplado RC.
Tienen una excelente fidelidad de audio en una amplia gama de frecuencias.
Ampliamente utilizado como amplificadores de voltaje.
Debido a la mala adaptación de impedancia, el acoplamiento RC rara vez se usa en las etapas finales.