UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS Facultad de Ingeniería Departamento de Ing. Eléctrica Electrónica II AMPLIFICADOR DIFERENCIAL DISCRETO

Transcripción

1 AMPLIFICADOR DIFERENCIAL DISCRETO LAURA MAYERLY ÁLVAREZ JIMENEZ ( ) MARÍA ALEJANDRA MEDINA OSPINA ( ) RESUMEN Se implementarán los circuitos planteados en la guía entregada del laboratorio y se determinará la polarización del amplificador, la ganancia en voltaje total en modo común y diferencial de los circuitos y la polarización con fuente de corriente entre otras preguntas propuestas en la guía. INTRODUCCIÓN En esta práctica de laboratorio se podrá analizar y caracterizar un amplificador diferencial discreto, que es la etapa de entrada característica de un amplificador operacional. Para ello es preciso disponer del valor de cada componente del circuito, calcular los cálculos previos de las corrientes y voltajes de polarización, las ganancias en modo común y en modo diferencial, entre otros y posteriormente se realizará la medición experimental de los parámetros, empleando principalmente el osciloscopio para evidenciar las señales resultantes. OBJETIVOS Calcular y medir los voltajes y corrientes de polarización en el circuito. En este caso Comprobar experimentalmente si el circuito está bien polarizado. Calcular y medir experimentalmente la ganancia diferencial de tensión. Calcular y medir experimentalmente la ganancia en modo común. Determinar la relación de rechazo modo común CMMR a partir de los valores medidos y calculados. Visualizar y analizar el comportamiento de las ondas de entrada y salida de los circuitos planteados en el osciloscopio. En este caso de la polarización de amplificador diferencial, con entrada diferencial y con polarización con fuente de corriente.

2 MARCO TEÓRICO Amplificador Diferencial El amplificador diferencial es la etapa de entrada característica de un amplificador operacional. No tiene capacitores de acoplamiento ni de paso, lo que implica que está directamente acoplado. Por esto, puede amplificar cualquier frecuencia incluyendo la señal de DC, que es equivalente a una señal de frecuencia cero. La corriente de cola en un amplificador diferencial se divide exactamente entre los transistores cuando estos son idénticos. Características de las dos entradas Cuando los dos transistores de un amplificador diferencial no son idénticos, las dos corrientes de base son diferentes. La corriente de desajuste de la entrada se define como la diferencia entre las dos corrientes de base. La corriente de polarización de la entrada se define como el promedio de las dos corrientes de base. Las hojas de datos especifican la corriente en (desajuste) y en (polarización). No es más que la ley de Ohm aplicada al resistor de cola de un amplificador diferencial. Esta es una aproximación ideal pues supone que todo el voltaje de alimentación VEE está a través del resistor de cola. Se puede restar 0.7 V de VEE si se quiere mejorar un poco la respuesta. Corriente de desajuste de entrada Corriente en (desajuste) = IB1 - IB2 Esta es la definición de la corriente de desajuste de la entrada. Nos dice que es igual a la diferencia entre las dos corrientes de base. Dicha diferencia es una indicación de cuanto difieren los valores de βcd. Cuando un amplificador diferencial es perfecto, la corriente de desajuste de entrada es cero. Corriente de polarización de entrada Esta es la definición de la corriente de polarización de entrada. Y nos dice que es igual al promedio de las dos corrientes de base. Ganancia diferencial de un amplificador diferencial Ganancia en modo común de un amplificador diferencial Corriente de cola

3 Razón de Rechazo en Modo Común Este es un número grande ya que es igual a la ganancia de voltaje diferencial dividido entre la ganancia de voltaje en modo común. El valor indica la eficacia con que el amplificador operacional o el amplificador diferencial discriminan y bloquea una señal en modo común. Excitación mediante entrada diferencial. MATERIALES 3 Transistores bipolares bc547 o equivalentes. 3 Resistencias de 1kΩ -1/4 W. 1 Resistencia de 10kΩ -1/4 W. 2 Resistencias de 33kΩ -1/4 W. 2 Resistencias de 100kΩ -1/4 W. 1 Resistencia de 330kΩ -1/4 W. Osciloscopio. Generador de señales. Fuente. Multímetro. Polarización con fuente de corriente. CIRCUITOS A IMPLEMENTAR Polarización de Amplificación Diferencial.

4 Excitación mediante entrada diferencial. Magnitud Valor Valor Calculado Medido ANÁLISIS Y RESULTADOS Polarización de Amplificación Diferencial. Magnitud Valor Calculado Valor Medido Error %

5 SIMULACIONES Primer montaje : Amplificador diferencial. ENTRADA DIFERENCIAL Segundo Montaje (polarización con fuente de corriente)

6 CONCLUSIONES Se comprobó la teoría del amplificador diferencial discreto y su configuración de polarización correspondiente. Cuando nos interesa una ganancia en modo común lo más baja posible, entonces RE debe ser lo más alta posible. Pero hay que tener en cuenta que en algunos casos si se aumenta la resistencia de emisor se disminuye la corriente de polarización y no interesa disminuir el punto de trabajo de los transistores. Las tensiones a modo común de ambas salidas están en fase entre sí y desfasadas 180 respecto a la entrada a modo común. El factor de rechazo depende del transistor de la resistencia de la fuente de corriente, a mayor resistencia menor ganancia a modo común y, en consecuencia, mayor factor de rechazo. Las fuentes de corriente se utilizan en los circuitos integrados como cargas activas para aumentar la ganancia de los amplificadores.

7 BIBLIOGRAFÍA B. Guio, Electrónica Básica, Quinta Edición (Segunda versión en Español), McGraw-Hill, México, Boylestard, Robert. Electrónica Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. El Amplificador Diferencial, [en línea], disponible en: ias/ad-2010.pdf, recuperado el: 01 de Mayo de Amplificadores de acople directo y fuentes de corriente, [en línea], disponible en: a9.pdf, recuperado el: 01 de Mayo de 2013.

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