AMPLIFICADOR PUSH PULL BJT.

Transcripción

1 Electrónica I. Guía 8 1 Facultad: Ingeniería. Escuela: Electrónica. Asignatura: Electrónica I. Lugar de ejecución: Fundamentos Generales (Edificio 3, 2da planta). AMPLIFICADOR PUSH PULL BJT. Objetivos específicos Observar el comportamiento del amplificador complementario en configuración PUSH-PULL en clase B. Observar el efecto de la distorsión de cruce en un amplificador clase B. Explicar el comportamiento de la misma configuración PUSH-PULL clase AB. Explicar qué sucede con la distorsión de cruce en la configuración AB. Materiales y equipo 1 Transistor 2N2219A o equivalente 1 Transistor 2N2905A o equivalente 2 Resistencias de 330 Ω 2 Diodos 1N Resistencia de 1 K Ω 1 Resistencia de 10 K Ω 1 Resistencia de 100 K Ω 1 Osciloscopio de dos canales 1 Par de puntas para multimetro 1 Par de puntas para osciloscopio 1 Breadboard 1 Unidad PU-2000 con PU-2200 Alambre de telefonia Introducción Teórica En un amplificador clase B en contrafase se emplean dos transistores complementarios (un transistor NPN y un transistor PNP) para llevar a cabo la operación de contrafase.

2 2 Electrónica I. Guía 8 En la Figura a) se muestra un amplificador complementario en contrafase. Para v I > 0, el transistor Qp se mantiene desactivado y el transistor Q N funciona como seguidor de emisor. Para un valor suficientemente grande de v I, Q N se satura y el voltaje de salida máximo es: V CE(máx ) = V CC V CE(sat) (Ecuación 1) Para v I < 0, el transistor Q N se mantiene desactivado y el transistor Q p funciona como seguidor de emisor. Para un valor negativo lo suficientemente grande de v I, Q p se satura y el voltaje de salida máximo negativo es -V CE(máx) = - (V CC V CE(sat) ) = - V CC + V CE(sat) (Ecuación 2) Si se supone que los transistores son idénticos, con V BE1 = V BE2 = V BE, el voltaje de salida está dado por v O = v I - V BE para 0.7 V v I 0.7 V (Ecuación 3) que da la característica de transferencia de v O en función de v I de la Figura b). Sin embargo, durante el intervalo 0.7 V v I 0.7 V, tanto Q P como Q N permanecen desactivados, y v O = 0 esto crea una zona muerta y una distorsión por cruce en el voltaje de salida como se ilustra en la Figura c)

3 Electrónica I. Guía 8 3 Figura c) Distorsión de cruce La eficiencia (ŋ) es un parámetro que relaciona la potencia de la carga respecto a la potencia de la fuente de alimentación de CD en sus términos máximos es de 78.5% La distorsión por cruce de un amplificador clase B complementario en contrafase se minimiza o es eliminada con un amplificador clase AB, en el cual los transistores funcionan en la región activa cuando el voltaje de entrada v I es pequeño (v I 0 V). Los transistores se polarizan de tal forma que cada uno de ellos conduce para una pequeña corriente de polarización IQ Cuando v I = 0 V. En las Figuras siguientes se muestra un circuito de polarización.

4 4 Electrónica I. Guía 8 Procedimiento AMPLIFICADOR CLASE B 1. Arme en breadboard el siguiente circuito de un amplificador PUSH- PULL clase B que se muestra en la Figura Encienda el PU Ajuste la fuente PS-1 a 10V 4. Ajuste la fuente PS-2 a 10V Figura 1. Amplificador PUSH-PULL clase B 5. Ajuste el generador en onda senoidal de frecuencia 1kHz y 8V pico a pico de amplitud. 6. Mida el voltaje base- emisor con un voltímetro. 7. Conecte el canal 1 del osciloscopio en la entrada del circuito. 8. Conecte el canal 2 del osciloscopio en la resistencia R3. 9. Dibuje en el oscilograma a continuación la forma de onda obtenida a la salida del circuito amplificador.

5 Electrónica I. Guía 8 5 TIME/DIV VOLTS/DIV #1 VOLTS/DIV# 2 Oscilograma Registre el valor de amplitud presente en la señal de salida. VR3 = V 11. Es la salida perfectamente senoidal? 12. Cambie el valor de R3 = 1kΩa R3 = 10kΩ Ha habido un cambio en la señal de salida? 13. Cambie el valor de R3 = 10kΩa R3 = 100kΩ Ha habido un cambio en la señal de salida? 14. Apague el PU Haga los siguientes cambios al circuito como se muestra en la Figura 2. Figura 2. Amplificador PUSH-PULL clase AB

6 6 Electrónica I. Guía Mantenga los ajustes de la parte anterior en las fuentes y en la señal de entrada. 17. Mida el voltaje base- emisor con un voltímetro. 18. Dibuje la señal de salida en la resistencia R3 en el siguiente oscilograma. TIME/DIV VOLTS/DIV #1 VOLTS/DIV# 2 Oscilograma Cuál es la diferencia en la señal de salida del circuito de la Figura 1 con el de la Figura 2? 20. Apague la fuente, desconecte el circuito y entregue los componentes en orden.

7 Electrónica I. Guía 8 7 Análisis de Resultados 1. Haga la deducción de la eficiencia para un amplificador de clase AB 2. Cuál es el motivo por el cual se da la distorsión de cruce? 3. Qué problemas se pueden presentar si una señal de salida no es perfectamente senoidal (sugerencia: investigue sobre el análisis en el dominio de la frecuencia mediante las técnicas de transformación de Fourier) 4. Qué efecto se produce al ubicar los diodos entre las bases de los dos transistores? 5. En términos de funcionamiento, cuál es la función de los diodos en el circuito del amplificador AB? 6. Por qué la señal de salida tiene casi la misma amplitud de la señal de entrada? 7. Si este es un amplificador de potencia, Qué otra magnitud varía si el voltaje permanece casi constante? 8. Diseñe un amplificador clase AB para una potencia de 300mW con una resistencia de carga de 100Ω, presente los criterios de diseño empleados y las características de los transistores que empleó. Bibliografía Boylestad, Robert, Electrónica: Teoría de Circuitos, sexta edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S. A Savant Jr, Diseño electrónico y sistemas. Tercera edición, Pearson educación, México,2000 Rashid, Muhammad, Circuitos Microelectrónicos, Análisis y Diseño, Thomson editores 2000.

8 8 Electrónica I. Guía 8 Hoja de cotejo: 8 Guía 8: Amplificador PUSH PULL BJT. Alumno: Puesto No: Docente: GL: Fecha: EVALUACION % Nota CONOCIMIENTO 35 Conocimiento deficiente de los siguientes fundamentos teóricos: APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO -Funcionamiento de un amplificador clase B. -Funcionamiento de un amplificador clase AB. -Distorsión de cruce por cero. 60 Cumple sólo con uno o ninguno de los siguientes criterios: -Obtiene la forma de onda de salida de un circuito amplificador push pull. -Sabe interpretar que sucede cuando se incrementa la resistecia de carga. -Sabe como corregir la distorsión de cruce por cero. Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos. Cumple sólo con dos de los criterios. ACTITUD 2.5 -Es un observador pasivo. -Participa ocasionalmente pero sin coordinarse con su compañero. Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos. Cumple con los tres criterios. -Participa de forma propositiva e integral en toda la práctica. TOTAL Es ordenado pero no hace uso adecuado de los recursos. -Hace uso adecuado de los recursos de manera segura, pero es desordenado. -Hace un manejo responsable y adecuado de los recursos de acuerdo a pautas de seguridad e higiene.