ANALISIS DE CIRCUITOS A SEÑAL PEQUEÑA CON EL METODO DE PARALELOS APARENTES

ANALISIS DE CIRCUITOS A SEÑAL PEQUEÑA CON EL METODO DE PARALELOS APARENTES

INTRODUCCION:

EL METODO DE PARALELOS APARENTES  que se presenta a continuación, es un método de análisis aplicable a circuitos que funcionan a señal pequeña y que contienen uno o varios elementos activos (transistores o válvulas), pudiendo representar a dichos elementos por el modelo  híbrido π o algún modelo equivalente a este. Lo anterior permite trabajar con transistores bipolares de unión (BJT), transistores de efecto de campo (JFET y MOSFET) y con válvulas al vacío (TRIODO, TETRODO y PENTODO).

Principalmente, con este método, se pueden obtener fácilmente los valores exactos de las resistencias de entrada y de salida de cualquier circuito que contenga los dispositivos anteriores. También, como una extensión de las aplicaciones de este método, es posible determinar en forma sencilla la ganancia de voltaje (valor exacto) de los circuitos.

JUSTIFICACION DEL METODO:

EL METODO DE PARALELOS APARENTES evita el desarrollo algebraico que implica el planteamiento de los sistemas de ecuaciones y su solución, permitiendo encontrar fácilmente los resultados exactos de las resistencias de entrada y salida y de la ganancia en voltaje, a partir de los circuitos completos (caso general) que se analizan, facilitando la interpretación de los resultados y, además, se pueden obtener todos los casos particulares que de dichos resultados se deriven.

METODO DE PARALELOS APARENTES

Este método se puede aplicar para analizar cualquier circuito que contenga uno o varios elementos activos (transistores o válvulas). El análisis consiste en obtener directamente las expresiones de las RESISTENCIAS DE ENTRADA Y DE SALIDA del circuito completo o de cada etapa de éste.

Apoyándose en los resultados anteriores, se puede determinar también la ganancia en voltaje del circuito total o de las etapas del mismo, aplicando DIVISORES DE VOLTAJE entre las resistencias reales y equivalentes de la configuración. Esto resulta más sencillo que el análisis por mallas o por nodos.

El nombre del método se justifica por los resultados que se obtienen al aplicarlo, ya que las expresiones correspondientes a los valores exactos de las resistencias de entrada y salida, aparentan ser un paralelo exacto de las ramas que forman una de las ventanas del circuito. El paralelo exacto desaparece debido a la existencia de la fuente de voltaje controlada, la cual introduce los factores  1 + βo  ó  1 + μo, según sea el caso, los cuales transforman el paralelo exacto en paralelo aparente.

EXPLICACION DEL METODO

Se definen las resistencias R1 y R2  de la siguiente forma:

[pic 1]

R1 = rπ  ó   ro         o sus equivalentes[pic 2]

R2 =  ro  ó  rπ         o sus equivalentes

La explicación del método queda resumida en los siguientes casos y reglas:

PASO #1.-   Dibujar la topología del circuito de tal forma que presente dos ventanas formadas

                    por resistencias y una fuente de voltaje controlada.

                    Ejemplo:[pic 3]

REGLA #1.- El factor 1 + βo  solo podrá afectar a la resistencia ro (o su equivalente), mientras

         que el factor 1 + μo  solo podrá afectar a la resistencia rπ (o su equivalente).

PASO #2.-   Escribir  la expresión de la resistencia equivalente que se quiera calcular,

                    considerando que la fuente de voltaje controlada sea pasiva (se iguala a cero).

                    Esta expresión contiene el paralelo exacto de las ramas de la ventana que forma

                    el circuito.[pic 4]

                 Ejemplo:

[pic 5]

ri = R1 || [ R2  + RLAC ] =

   [pic 6]

rSAL = R2 + R1 || RS’ = R2 +

El paralelo exacto se destruirá al considerar el efecto de la fuente de voltaje controlada.

La aplicación de las siguientes reglas se basa en la  posición relativa que tengan las resistencias R1 y R2 (en la topología formada por las dos ventanas), a partir del par de terminales en las que se quiera conocer la resistencia equivalente.

Por ejemplo, en la siguiente configuración:[pic 7]

1. Para rSAL, R2 está en serie con la ventana que contiene a R1.
2. Para ri, R1 está en paralelo con la rama que contiene R2.

REGLA #2.- Si R1  (o R2) está en serie con la ventana que contiene a R2 (o R1), se afecta R2  

                                (o R1 ) (la resistencia contraria de la serie) por su factor correspondiente en el

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