Circuitos con transistores : técnicas discretas e integradas / G. J. Ritchie.

CONTENIDO
1 Introducción a los dispositivos semiconductores 1
Objetivos 1
Semiconductores 1
El diodo de unión 3
Diodo en equilibrio 3
Polarización inversa 4
Polarización directa 5
La ecuación del diodo 5
Ruptura 8
Capacitancia de los diodos 8
Límites de operación de los diodos 9
Modelos del diodo 9
Modelo en CD 9
Modelo de CA de señal pequeña 10
Diodos de ruptura 12
El transistor bipolar de unión 13
Funcionamiento del BJT 15
Ganancia en corriente del BJT 16
Características del BJT 17
Línea de carga 19
Límites de operación de los BJT 21
Circuitos integrados 21
El proceso planar 21
BJT integrados 22
Diodos integrados 23
Resistores integrados 23
Condensadores integrados 25
Fuerzas económicas 25
Resumen 26
Problemas 27
2. Introducción a los amplificadores y la polarización 29
Objetivos 29
Principios de los amplificadores 29
Ganancia en los amplificadores 29
Resistencias de entrada y salida 30
Configuraciones de BJT 31
Polarización de los BJT en emisor común 33
La necesidad de polarización 33
Polarización con corriente de base constante 33
Polarización con retroalimentación de corriente 35
Polarización con potenciómetro 37
Polarización de otras configuraciones 40
Condensadores de acoplamiento 40
Acoplamiento directo 42
Resumen 43
Problemas 43
3 Modelos de BJT de señal pequeña y su aplicación 47
Objetivos 47
¿Para qué un modelo? 47
Un modelo básico de BJT 48
Empleo del modelo 49
Modelo híbrido completo 52
Modelo sencillo de base común 55
Resumen 56
Problemas 57
4 Amplificadores BJT de una sola etapa con retroalimentación 59
Objetivos 59
Amplificador con retroalimentación en serie 59
El emisor seguidor 64
Efecto del condensador para desacoplamiento del emisor 68
Amplificador con retroalimentación de corriente 69
Técnicas de alta resistencia de entrada 73
BJT conectados en forma compuesta 73
Circuito de polarización con autoelevación (bootstrap) 75
Resumen 78
Problemas 79
5 Técnicas de circuitos integrados lineales 81
Objetivos 81
El amplificador diferencial 81
Estado de equilibrio 82
Comportamiento en señal grande 82
Comportamiento en señal pequeña 85
Rendimiento en modo común 88
Retroalimentación del emisor 89
Fuentes de corriente 90
Estabilidad con la temperatura 90
Resistencia de salida 92
¿Fuentes o disipadores? 93
Espejos de corriente 93
Espejo de corriente básico 93
Espejo de Wilson 97
Cargas activas 98
Circuitos de desplazamiento de nivel 100
El diodo amplificado 101
Un amplificador operacional sencillo 104
El comparador diferencial 104
Resumen 107
Problemas 107
6 Circuitos BJT de conmutación 113
Objetivos 113
Regiones de funcionamiento de los BJT 113
Circuitos de conmutación sencillos 114
Inversor de una sola etapa 114
Compuerta NOR BJT 116
Etapas de conmutación en cascada 116
Retroalimentación positiva: el biestable 117
Circuitos de sincronización 118
Mecanismo de sincronización 118
Generador de pulsaciones 121
Monoestable 122
Astable 124
Mejoramiento de la forma de onda del colector 127
Diodo de aislamiento 127
Emisor seguidor 128
Protección contra la ruptura de las uniones 128
Ruptura de las uniones 128
Protección por medio de diodos en los emisores 129
Protección por medio de diodos en la base 129
Un cronómetro en circuito integrado 131
Oscilador comparador diferencial 134
Resumen 137
Problemas 138
7 Circuitos con transistores de efecto de campo 141
Objetivos 141
El JFET 141
Estructura y funcionamiento 141
Ecuaciones características 145
EI MOST 146
Estructura y funcionamiento 146
Ecuaciones características 150
Modelo de señal pequeña 151
Amplificadores FET 151
Polarización 151
Fuentes de corriente 155
Estabilidad con la temperatura 156
Amplificador en fuente común 156
Amplificador con retroalimentación en serie 156
Fuente seguidor 157
Amplificador diferencial 157
Resistor variable con el voltaje 158
Conmutadores FET 159
Conmutador paralelo 159
Conmutador en serie 160
Compuertas lógicas 161
MOS Inversor MOS 161
Compuertas NOR y NAND MOS 164
Compuertas lógicas CMOS 164
Resumen 165
Problemas 166
8 Amplificadores de potencia para audio 169
Objetivos Un sistema de audio 169
Voltaje, corriente y potencia 169
Distorsión 170
Etapa de salida de un amplificador de potencia 172
Funcionamiento en clase A y clase B 173
El diodo amplificado 177
Etapas de ganancia en voltaje y configuración global 180
Autoelevación de la carga del colector 182
Configuración global 184
Un procedimiento de diseño de un amplificador de potencia para audio 185
Especificación 185
Requerimientos de voltaje de suministro 185
Consideraciones de la etapa de salida 186
Etapa de impulso 187
Sensibilidad de entrada y ganancia en voltaje 189
Respuesta en baja frecuencia 189
Comentarios 189
Rendimiento 190
Otros aspectos de los amplificadores de potencia 191
Configuración en puente 191
Empleo de MOST de potencia 192
Funcionamiento clase D 193
Resumen 194
Problemas 194
9 Reguladores de fuentes de energía 197
Objetivos 197
Introducción 197
La fuente no regulada 197
Transformador 197
Rectificador 198
Filtro 200
Límites de operación de rectificadores y condensadores 204
Reguladores lineales de voltaje 205
Reguladores de voltaje en paralelo 207
Reguladores de voltaje en serie 209
Reguladores en serie con retroalimentación por medio de BJT 210
Protección contra sobrecarga 214
Reguladores en serie con op-amps 217
Ejemplos de diseño de reguladores 220
Realización con BJT 220
Realización con op-amp 221
Introducción a los reguladores conmutados 222
Resumen 223
Problemas 224
Apéndice A. Valores preferidos para componentes pasivos 227
Apéndice B. Respuesta transitoria de los circuitos R-C 229
Solución intuitiva 231
Determinación de la constante de tiempo 232
Problemas 234
Apéndice C. Modelado de los BJT con parámetros h 237
Análisis de circuitos por medio de parámetros h 240
Referencias 241
Respuestas a los problemas 243
Índice de materias 249