¿Por qué agregar un capacitor aumenta la ganancia de voltaje? [duplicar]

Estoy tratando de obtener un poco de intuición cuando se trata de amplificadores de transistores. Hace poco vi este tutorial y quería una explicación un poco más elaborada sobre por qué agregar el límite con un círculo azul aumenta en gran medida la ganancia.

Soy consciente de que las tapas bloquean la señal de CC, por lo que agregar la tapa corta la señal de CA a tierra, pero ¿por qué eso aumenta drásticamente la ganancia?

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Dibuje el circuito equivalente de señal pequeña y compare la fórmula para la ganancia de CA. Tenga en cuenta cómo C1 básicamente corta Re por encima de cierta frecuencia.
¿La idea de que el voltaje del emisor sigue a la base es intuitiva para usted? Si es así, aquí hay una explicación simple: mueva la base hacia arriba. El emisor se mueve hacia arriba. La corriente del emisor es entonces la relación de este movimiento a la impedancia de la resistencia en paralelo con el condensador. Cuanto más grande sea el condensador, menor será esta impedancia y, por lo tanto, mayor será la corriente del emisor resultante para una oscilación determinada. Esta corriente de emisor fluye a través de la resistencia de 680 ohmios. Cuanto mayor sea la corriente, mayor será la caída de tensión en los 680 ohmios.
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cuando el emisor Zeq < Re, la ganancia aumenta debido al aumento de la corriente del emisor de CA y, por lo tanto, del voltaje de salida. el límite superior depende de Ib y, por lo tanto, de rBE
También es posible que desee echar un vistazo a esta pregunta: electronics.stackexchange.com/questions/271061/…

Respuestas (3)

Con un transistor que tiene una ganancia de corriente razonable, configurado como un amplificador de emisor común, la ganancia de CA se puede aproximar por la relación entre la resistencia del colector y la resistencia del emisor. El capacitor a través de la resistencia del emisor reduce en gran medida la resistencia efectiva del emisor en frecuencias donde la reactancia capacitiva es menor que la resistencia del emisor. Tenga en cuenta que la señal de entrada, Vin, aparece básicamente a través de esta resistencia de emisor, Re, por lo que la corriente del emisor viene dada por Vin/Re. Esta corriente, nuevamente para una ganancia de corriente de transistor razonablemente alta, es la misma que la corriente del colector. Por tanto, la señal de salida es esta corriente multiplicada por la resistencia del colector, Rc, que es Vin(Rc/Re). Por lo tanto, como ya se mencionó, la ganancia de voltaje es Rc/Re. El condensador reduce el valor efectivo de Re, por lo tanto, aumenta la ganancia de CA.

¿Querías expandir esto un poco? La razón por la que pregunto es que no se menciona la impedancia de CA del capacitor en las frecuencias probables (en este caso, el valor que se muestra seguramente debe aumentar para evitar esta pregunta) y no se menciona little-re ( r mi ≈ 1 gramo metro ) que en este caso resulta ser un factor significativo.
Estoy de acuerdo con el comentario de Jonk y me gustaría agregar que, en mi opinión, las aproximaciones no son algo que usaría para explicar los circuitos a los principiantes. Una aproximación solo se puede hacer bajo ciertas condiciones que a menudo no son reconocidas o entendidas por los principiantes, por lo que usar una aproximación a menudo los lleva en la dirección equivocada. La primera prioridad para los principiantes es comprender completamente lo que sucede (analizar el circuito) sin aproximaciones . En respuesta a su pregunta, preguntaría: ¿ cuál es una ganancia actual razonable? y cuando dices un número te pregunto ¿Por qué?
@Bimpelrekkie, asumir condiciones 'ideales' al aprender algo nuevo es un enfoque pedagógico válido; de lo contrario, los principiantes se atascan tanto con las minucias que pierden de vista el objetivo y pierden el interés.
@Chu Verdadero y falso, creo. Aquí no hay una línea brillante que sirva para todos. A veces, lo mejor es comenzar a alguien con el rumbo al que se dirige, incluso si no lo desarrollas de inmediato. Por ejemplo, creo que es bueno decirle a alguien que Sue puede ver un campo magnético como resultado del movimiento de una carga en un experimento, mientras que Bob puede no ver ningún campo magnético mirando exactamente el mismo experimento si Bob está en un lugar diferente. marco de referencia. ANTES de hablar de relatividad. Es útil saber de antemano que lo que está aprendiendo ya está mal (a veces) incluso antes de comenzar.
@jonk, De acuerdo. Pero con tamaños de clase >100 tiendo a usar la regla: ¿Qué es? ¿Como lo uso? ¿Cuál es la teoría detrás de esto? Un poco como aprender a andar en bicicleta, donde solo los ingenieros hacen la última pregunta.
@Chu Sí, tengo problemas con el tamaño de la clase. Amplia distribución de talentos, habilidades, etc. (Enseñé en la universidad más grande de mi estado de Oregón, con un tamaño de clase de aproximadamente 75). Supongo que solo quería aclarar las cosas señalando lo que es y lo que no es minucia. depende del tema, la dirección a seguir y el público objetivo. En el caso de la pregunta específica de este OP, es difícil saberlo. Pero creo que tanto Bimpelrekkie como tú tenéis razón al mismo tiempo. "Desarrolle suficientes detalles adicionales del modelo para saber qué se está simplificando y por qué". Eso ignora un modelado aún más profundo. Así que ambos pueden tener razón.

Examinemos el amplificador en 2 partes: convertidor de voltaje a corriente, impulsando un convertidor de corriente a voltaje.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Sin el capacitor, la transconductancia del NPN es degenerada por la resistencia del emisor Re. Puede demostrar que la transconductancia degenerada es

gramo metro , d mi gramo mi norte = gramo metro 1 + gramo metro R mi ≃ 1 R mi

La ganancia de un amplificador CE con degeneración del emisor es aproximadamente

A V = − gramo metro , d mi gramo mi norte R C ≃ − R C R mi

Con el condensador de derivación, en la banda de paso, la transconductancia no se ve afectada por Re ya que está en derivación (AC conectado a tierra). Dejándote con lo crudo gramo metro de la NPN (mucho más grande). que tiene una ganancia aproximada de,

A V = − gramo metro R C

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