Variación de la ganancia de voltaje con la frecuencia

Para un amplificador de transistor, la ganancia de voltaje

(a) permanece constante para todas las frecuencias.

(b) es alto en frecuencias altas y bajas y constante en el rango de frecuencia media.

(c) es bajo en frecuencias altas y bajas y constante en frecuencias medias.

(re. Ninguna de las anteriores.

Mi intento: probablemente ingenuo, dado que hay más cambios en el voltaje a mayor frecuencia, debería ser la opción (b), pero esto es incorrecto y el correcto es ____. (Sé la respuesta pero no la razón)

Cualquier explicación a nivel de escuela secundaria (clase 12) sería útil.

Editar: después de los comentarios, el único diagrama del circuito del amplificador discutido se muestra a continuacióncircuito

Debería ser Ninguno de los anteriores, pero apuesto a que el interrogador está haciendo algunas suposiciones sobre lo que es 'un amplificador de transistor', por lo que no lo será.
¿De dónde es este esquema? Es una tontería: la base está polarizada por una fuente de voltaje. V B B eso acortaría cualquier señal de entrada, es decir v o siempre sería 0.

Respuestas (3)

Depende del esquema, solo para un transistor disminuye con la frecuencia, pero en un amplificador típico es c). A frecuencias más bajas, si se combina con el capacitor, la ganancia es baja debido a la reactancia de ese capacitor. A altas frecuencias es menor debido a la ganancia del transistor. Si está acoplado a CC, tendrá baja ganancia solo en altas frecuencias.

http://elearning.vtu.ac.in/P9/notes/06ES32/Unit6-MSS.pdf

EDITAR: después de su actualización, definitivamente es la respuesta C. A frecuencias más bajas, tiene pérdidas en el capacitor antes de Rb (a la frecuencia 0, tiene una reactancia infinita).

Puede ver la sección de entrada: consiste en un condensador, una resistencia y un diodo emisor de base (en este caso, puede considerarlo como una resistencia). La resistencia (reactancia) del capacitor es

X C = 1 2 π F C
Entonces, la resistencia del capacitor cambia (disminuye) con la frecuencia. A bajas frecuencias es muy alta, por lo que la señal de entrada se divide entre la resistencia y la unión base y solo una pequeña parte de la señal de entrada se "ve" en la unión base, que luego se amplifica. Debido a eso, tendrá una señal de salida más baja a bajas frecuencias.

A frecuencias más altas, la influencia del capacitor de entrada es insignificante, por lo que la amplificación del circuito depende solo del transistor que tiene una ganancia menor a frecuencias altas.

En el medio, la reactancia del capacitor es pequeña y también la ganancia del transistor es alta, por lo que su ganancia sería alta.

EDIT2: también tiene un condensador en la salida que también reducirá la ganancia de bajas frecuencias (similar al condensador de entrada debido a la alta resistencia (reactancia)).

¿Cuál es la diferencia entre solo un transistor y un transistor típico? ¿Podría explicar por qué es c la respuesta correcta? A nivel de secundaria
He subido la imagen del diagrama del circuito, espero que esto pueda ayudar
¿Qué quiere decir con que el voltaje de entrada está dividido?
Dividido por divisor "resistivo" formado por condensador, resistencia y unión base. En la unión base, obtendrá solo una parte del voltaje (Rbe / Rtotal), Rtotal = suma de resistencias a una frecuencia dada.
¿ Podría explicar por qué el transistor tiene baja ganancia a altas frecuencias ?
Esta es una característica del propio transistor. Puede ver más en este enlace: allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-4/bjt-quirks

La respuesta depende en gran medida de lo que se entienda exactamente por "amplificador de transistores". La pregunta es ambigua o asume el contexto de algo que se discutió en clase que no conocemos. Los amplificadores de transistores se pueden diseñar para todo tipo de respuestas de frecuencia.

Dicho esto, todos los transistores dejan de funcionar como transistores por encima de cierta frecuencia. Por lo tanto, la ganancia de un amplificador de transistor disminuirá (suponiendo que estaba por encima de 1 en primer lugar) a altas frecuencias. Sin embargo, esto probablemente no sea lo que tu profesor está buscando.

Nuevamente, esta es una mala pregunta o asume un contexto dentro de su clase en particular.

He subido el diagrama del circuito en la pregunta, espero que esto ayude
@ JM97: Como ya aceptó una respuesta, no tiene sentido profundizar en esto.

Yo también en la clase 12. Entonces, me gustaría responderla.

A frecuencias más bajas: Como sabes, la fórmula para la reactancia capacitiva desde la unidad 4.

X C = 1 2 π F C
X C 1 F

Como la frecuencia (de la señal de voltaje de entrada) sería más baja, el capacitor en el circuito de entrada ofrecería una alta reactancia. Es decir, habrá algún tipo de caída de voltaje (AC) a través del capacitor.

Sabemos por el diagrama del circuito y por nuestro conocimiento del amplificador de transistores,

V B B + v i ( i norte pag tu t ) = I B R B + V B mi + Δ I B ( R B + r i ( i norte pag tu t   r mi s i s t a norte C mi ) )

Como dije, habrá una caída de voltaje en el capacitor de entrada, por lo que el voltaje de entrada disminuirá. Como resultado, las siguientes cantidades disminuyen:

( V B B + v i ) ,   I B ( B a s mi   C tu r r mi norte t ) ,   I C ( C o yo yo mi C t o r   C tu r r mi norte t )   a s   I B I C ( I C = β   I B )   i norte   t h mi   a C t i v mi   s t a t mi   o F   t r a norte s i s t o r .

Por eso,

Δ V C mi = V o ( o tu t pag tu t   v o yo t a gramo mi )   d mi C r mi a s mi s .

En cuanto al mismo voltaje de entrada, obtenemos menos voltaje de salida, por lo que la ganancia de voltaje disminuye.

A frecuencias más altas: a frecuencias más altas, el factor de amplificación de corriente del transistor disminuye (es la naturaleza del transistor, lo hace a frecuencias más altas). El rendimiento y su capacidad disminuyen a medida que aumenta la frecuencia. Ver la siguiente figura:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como todos sabemos, la ganancia actual,

A v = β a C   R L r ;   r = r i + R B ;   R L = o tu t pag tu t   r mi s i s t a norte C mi

Por lo tanto, si el valor beta disminuye, la ganancia de voltaje disminuye.

Entonces, en general, obtendremos un gráfico como este (ganancia de voltaje versus frecuencia):

ingrese la descripción de la imagen aquí