Ya hemos montado la primera etapa de nuestro receptor de OM. Pasamos a ver como podemos diseñar la siguiente. El segundo sistema de nuestro receptor es un amplificador de señal para asegurar que a la entrada del detector de envolvente tenemos un mínimo de 0.3 volts. Para construir esta etapa usaremos un transistor bipolar NPN. Para entender el correcto funcionamiento del transistor es necesario primero repasar lo que habíamos aprendido en cursos anteriores sobre diodos.
El diodo es un componente eléctrico de dos terminales que solo deja pasar corriente a su través en un solo sentido. El dispositivo está compuesto por la unión de dos bloques de silicio: un bloque de tipo P y un bloque de tipo N. La corriente circula del terminal P al N.
Cuando aplicamos una tensión entre sus terminales el diodo presenta una característica I(V) no lineal en el primer cuadrante del siguiente tipo:
Esta característica I(V) es modelada por la siguiente ecuación:
Esta característica es sumamente interesante. Como vemos para una tensión en terminales del diodo menor que Vɣ el comportamiento es aproximadamente el de un circuito abierto, para valores mayores el comportamiento que puede aproximar por el de una fuente de tensión. En este punto es donde observamos la idea básica del diodo: Solo deja pasar corriente a su través en un sentido.
Pasamos a analizar el siguiente circuito. Entender esto será clave para después comprender porque se produce el efecto transistor:
Queremos encontrar la tensión y la corriente que están circulando por el diodo en esta configuración. Este punto de la gráfica I(V) del diodo se conoce como punto de trabajo. Para ello analizamos el circuito usando la característica no lineal del diodo:
Cuando aplicamos una tensión entre sus terminales el diodo presenta una característica I(V) no lineal en el primer cuadrante del siguiente tipo:
Esta característica I(V) es modelada por la siguiente ecuación:
(Donde Is y nVT son constantes y VD representa la caída de tensión en el diodo)
Esta característica es sumamente interesante. Como vemos para una tensión en terminales del diodo menor que Vɣ el comportamiento es aproximadamente el de un circuito abierto, para valores mayores el comportamiento que puede aproximar por el de una fuente de tensión. En este punto es donde observamos la idea básica del diodo: Solo deja pasar corriente a su través en un sentido.
Pasamos a analizar el siguiente circuito. Entender esto será clave para después comprender porque se produce el efecto transistor:
Queremos encontrar la tensión y la corriente que están circulando por el diodo en esta configuración. Este punto de la gráfica I(V) del diodo se conoce como punto de trabajo. Para ello analizamos el circuito usando la característica no lineal del diodo:
- VR = R·I
- I = IS(exp(VD/VT) -1)
Entonces la tensión en el diodo es:
- VD = VT·ln(1+I/IS) y Vin(t) =R·I + VT·ln(1+I/IS)
- Vin(t) = R·I + VD entonces I = (-1/R)·VD +(1/R)·Vin(t)
- Como I = IS(exp(VD/VT) -1)
Para no tener que recurrir a este tipo de técnicas el diodo se aproxima por una característica lineal del siguiente tipo:
Para una tensión menor que VON consideramos que se comporta como un circuito abierto, para valores mayores consideramos que es una fuente ideal de tensión. Este modelo circuital implica que a la hora de analizar un circuito con un diodo tendremos que analizar dos circuitos: el primero considerando que el diodo se comporta como un circuito abierto y el segundo considerando que es una fuente de tensión de VON volts. Cada uno de estos análisis tiene una zona de validez que nos indicara cuando este modelo del diodo es correcto.
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