A Amplificador acoplado de capacitancia de resistencia (RC) es básicamente un circuito amplificador multietapa muy utilizado en circuitos electrónicos. Aquí las etapas individuales del amplificador están conectadas entre sí usando un resistencia–condensador combinación debido a la cual lleva su nombre como RC Coupled.
La figura 1 muestra tal amplificador de dos etapas cuyas etapas individuales no son más que el amplificadores emisores comunes. De ahí el diseño de etapas individuales de la Amplificadores acoplados RC es similar a la de los amplificadores emisores comunes en los que las resistencias R1 y R2 forman la red de polarización mientras que la resistencia emisora RE forma la red de estabilización. Aquí el CE también se llama condensador de bypass que pasa sólo por la CA mientras restringe la CC, lo que hace que sólo el voltaje de CC caiga a través de RE mientras que todo el voltaje de CA se acoplará a la siguiente etapa.
Además, el condensador de acoplamiento CC también aumenta la estabilidad de la red, ya que bloquea el DC mientras ofrece una baja resistencia a las señales de CA, evitando así que las condiciones de sesgo de CC de una etapa afecten a la otra. Además, en este circuito, el Caída de tensión a través del terminal colector-emisor es elegido para ser el 50% del suministro voltaje VCC a fin de asegurar un punto de sesgo apropiado.
En este tipo de amplificador, la señal de entrada aplicada en la base del transistor en la etapa 1 (Q1) se amplifica y aparece en su terminal colector con un desplazamiento de fase de 180o.
El componente de CA de esta señal está acoplado a la segunda etapa de la Amplificador acoplado RC a través del condensador de acoplamiento CC y por lo tanto aparece como una entrada en la base del segundo transistor Q2. Esto se amplifica aún más y se transmite como salida de la segunda etapa y está disponible en el terminal colector de Q2 después de haber sido desplazado en 180o en su fase. Esto significa que la salida de la segunda etapa será de 360o fuera de fase con respecto a la entrada, lo que indica que la fase de la señal de entrada y la fase de la señal de salida obtenida en la etapa II serán idénticas.
Además, cabe señalar que la cascada de etapas de amplificación individuales aumenta la ganancia del circuito general, ya que la ganancia neta será el producto de la ganancia ofrecida por las etapas individuales. Sin embargo, en el escenario real, la ganancia neta será ligeramente menor que esto, debido al efecto de carga. Además, es importante señalar que siguiendo el patrón exhibido en la figura 1, se puede hacer una cascada de cualquier número de amplificadores emisores comunes pero teniendo en cuenta que cuando el número de etapas es par, la salida estará en fase con la entrada mientras que si el número de etapas es impar, entonces la salida y la entrada estarán fuera de fase.
La respuesta en frecuencia de un Amplificador acoplado RC (una curva de ganancia de los amplificadores en función de la frecuencia), que se muestra en la figura 2, indica que la ganancia del amplificador es constante en una amplia gama de frecuencias medias, mientras que disminuye considerablemente tanto en las frecuencias bajas como en las altas. Esto se debe a que, a bajas frecuencias, la reactancia del condensador de acoplamiento CC es alta, lo que hace que una pequeña parte de la señal se acople de una etapa a la otra. Además, para el mismo caso, incluso la reactancia del condensador emisor CE será alta debido a que no logra desviar la resistencia del emisor RE efectivamente que inturn reduce la ganancia de voltaje.
Por otro lado, a altas frecuencias, la reactancia de CC será baja, lo que hace que se comporte como un cortocircuito. Esto resulta en un aumento del efecto de carga de la siguiente etapa y por lo tanto reduce la voltaje ganar. Además, para este caso, la reactancia capacitiva de la unión base-emisor será baja. Esto resulta en una ganancia de voltaje reducida ya que causa que la base actual para aumentar que a su vez disminuye el factor de amplificación actual. Sin embargo, en la gama de frecuencias medias, a medida que la frecuencia aumenta, la reactancia de CC sigue disminuyendo, lo que llevaría al aumento de la ganancia si no se compensa con el hecho de que la reducción de la reactancia lleva a un aumento del efecto de carga. Por esta razón, la ganancia del amplificador se mantiene uniforme/constante en toda la banda de frecuencias medias.
Ventajas del amplificador acoplado RC
- Barato, económico y compacto, ya que sólo utiliza resistencias y condensadores.
- Ofrece una ganancia constante en una amplia banda de frecuencias.
Desventajas del amplificador acoplado RC
- No es adecuado para la amplificación de baja frecuencia.
- Bajo voltaje y la ganancia de potencia como carga efectiva resistencia (y por lo tanto la ganancia) se reduce debido a que la entrada de cada etapa presenta una baja resistencia a su siguiente etapa.
- Sensible a la humedad, haciéndolos ruidosos a medida que pasa el tiempo.
- Mala adaptación de la impedancia, ya que tiene la impedancia de salida varias veces mayor que el dispositivo en su terminal final (por ejemplo, un altavoz en el caso de un sistema de megafonía).
- El ancho de banda estrecho cuando se compara con JFET amplificador.
Aplicaciones del amplificador acoplado RC
- Comunicaciones RF.
- Comunicaciones por fibra óptica.
- Sistemas de megafonía como preamplificadores.
- Controladores.
- Receptores de radio o televisión como pequeños amplificadores de señal.
