AMPLIFICADORES MULTIETAPAS
Un amplificador multietapa es un amplificador constituido por un
conjunto de amplificadores bsicos conectados en cascada. La tcnica
de anlisis de este amplificador es sencilla ya que se reduce
bsicamente a analizar un conjunto de etapas bsicas y a partir de
sus modelos equivalentes (tensin o corriente) obtener el modelo
equivalente del amplificador completo. El acoplo entre las etapas
bsicas puede ser realizado bsicamente de dos maneras: directamente
o acoplo DC y a travs de un condensador. El primero exige estudiar
conjuntamente la polarizacin de cada una de las etapas lo que
complica su anlisis en continua. Sin embargo, el amplificador
multietapa carece de frecuencia de corte inferior. El acoplo a
travs de un condensador asla en DC las etapas bsicas a costa de
introducir una frecuencia de corte inferior. Este ltimo acoplo solo
es usado en aquellos amplificadores realizados con componentes
discretos.
Un aspecto importante a tener en cuenta en amplificadores
multietapa, si se desea un amplificador de altas prestaciones, es
el impacto del acoplo de impedancias entre los amplificadores
bsicos. Como ejemplo, el amplificador multietapa de la figura
anterior est constituido por: tres etapas bsicas representadas a
travs de su modelo en tensin, un circuito de entrada y una
resistencia de carga. La impedancia de entrada del amplificador
completo es Zi=Zi1, es decir, la impedancia de entrada de la
primera etapa, y su impedancia de salida Zo=Zo3 es la impedancia de
salida de la ltima etapa. La expresin de la ganancia del
amplificador, teniendo en cuenta que vi=vi1, vo1=vi2, vo2=vi3 y
vo3=vo, es:
La ecuacin anterior tiene varios trminos. El primero indica la
adaptacin de impedancias entre la etapa bsica 1 y la 2, el segundo
entre la 2 y la 3, y el ltimo entre la 3 y la resistencia de carga.
Un buen amplificador en tensin debe tener, adems de altos valores
de AV1, AV2 y AV3, un acoplo de impedancias adecuado para que las
fracciones de la ecuacin anterior no reduzcan la ganancia de tensin
a un valor muy bajo. Para ello, es condicin necesaria que se
verifique Zi2>>Zo1, Zi3>>Zo2 y RL>>Zo3.
Extrapolando esta condicin se puede decir que un amplificador de
tensin ideal debe verificar que AV inf, Zi. inf y Zo0. Esta misma
conclusin se obtiene si se analiza el circuito de entrada de forma
que la ganancia en tensin referido al generador vs viene dada
por:
La ecuacin anterior indica que para evitar una fuerte reduccin
en esta ganancia es necesario que Zi1>>RS. Ntese que si
RS>> Zi1 entonces la AVs.0. Un anlisis similar se puede
realizar a un amplificador multietapa de la siguiente figura basado
en modelos equivalentes de corriente de las etapas bsicas. Su
impedancia de entrada es Zi=Zi1 y de salida Zo=Zo3. La expresin de
la ganancia en corriente del amplificador, teniendo en cuenta que
ii=ii1, io1=ii2, io2=ii3 y io3=io, es:
y referida a is,
Un buen amplificador en corriente debe tener, adems de altos
valores de A I1, AI2 y AI3, un acoplo de impedancias adecuado. Para
ello, es condicin necesaria que se verifique Zi2
