EL AMPLIFICADOR CON BJT

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1 1 Facultad: Estudios Tecnologicos. Escuela: Electrónica. Asignatura: Electronica Analogica Discresta. EL AMPLIFICADOR CON BJT Objetivos específicos Determinar la ganancia de tensión, corriente y potencia de un amplificador a transistor a partir de valores medidos. Determinar la respuesta en frecuencia de un amplificador a transistor, a partir de valores medidos. Materiales y equipo 1 Unidad PU-2000 con PU Tarjeta DEGEM EB Osciloscopio de doble trazo. 1 par de puntas para osciloscopio. 1 par de puntas para multímetro. 6 Puentes para tarjetas DEGEM. 1 par de puntas para PU. Procedimiento PARTE I: AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL 1. Introduzca la tarjeta EB-111 al PU-2000 por las guías hasta el conector. 2. Ajuste el generador de señales con una onda senoidal a una frecuencia de 2kHz (la amplitud se ajustará después) y DC OFFSET en OFF. 3. Implemente el circuito de la Figura 1 (PS-1 debe ajustarse a 10.0 V).

2 2 Guía 7 Figura 1. Amplificador de CA. 4. Desconecte por un momento el generador del circuito y ajuste RV3 para conseguir que VCE = 5V y vuelva a conectar el generador. 5. Ajuste el osciloscopio en acople AC y coloque las referencias de voltaje en el centro de la pantalla para comparar las señales de entrada y salida. 6. Ajuste la amplitud del generador para que a la salida, en la tensión del colector se produzca una señal sin distorsión de aproximadamente 4 Vp-p (una señal distorsionada es, por ejemplo, una señal cuadrada, lo que debe buscarse es que a la salida se tenga una señal senoidal). 7. Anote el valor de la señal de entrada Ven: Vp-p. 8. Describa las formas de onda, haciendo énfasis en la amplitud y el desfase que observa. 9. Calcule la ganancia de voltaje Av y anote el resultado en la Tabla 1. Av= Vsal Ven (Ecuación 1)

3 3 RL = 4.7k Ganancia de tensión (Av) Ganancia de corriente (Ai) Ganancia de Potencia (Ap = Av*Ai) Tabla 1. Valores de ganancias del Amplificador de emisor común. 10. Calcule la ganancia de corriente y anote el resultado en la Tabla 1. Utilice la siguiente ecuación: Ai= Isal Vsal/ Rsal = Ien Ven/ Ren = Av Ren Rsal (Ecuación 2) 11. Ren R12 // R13 (despreciando RV3 + R11) Rsal R14. (Ecuación 3) 12. Calcule la ganancia de potencia y anote el resultado en la Tabla 1. Utilice la siguiente ecuación: Ap= Av Ai (Ecuación 4) 13. Desconecte el capacitor de paso C Qué ha sucedido con la ganancia de voltaje de la señal?. 15. Reconecte de nuevo el capacitor C Ubique las referencias de voltaje en la segunda línea de abajo y cambie el acople de los dos canales a DC. De ser necesario ajuste el osciloscopio para tener una imagen clara y completa de las señales. 17. Qué cambios observa en la imagen?. 18. Dibuje las señales que observa en la Figura 2. En esta práctica dibujará varias formas de onda, por favor en cada dibujo indique el valor máximo y mínimo de cada forma de onda, así como la posición de la referencia de 0 V de cada canal.

4 4 Guía 7 VOLTS/DIV#2= TIME/DIV= Figura 2. Oscilograma de las señales de entrada y salida. 19. Coloque el canal 2 del osciloscopio en R12 y dibuje la señal obtenida en el oscilograma de la Figura Conecte el canal 1 del osciloscopio en la base del transistor y el canal 2 en el emisor. Ajuste los controles para tener una imagen clara de las señales. 21. Dibuje las señales que observa en la Figura 4. VOLTS/DIV#2= TIME/DIV= Figura 3. Oscilograma de las señales de entrada y R12.

5 5 VOLTS/DIV#2= TIME/DIV= Figura 4. Oscilograma de las señales en base y emisor. 22. Coloque el canal 2 del osciloscopio (en el observará el emisor) en acople AC y mida el voltaje pico a pico. Ve. V p-p. 23. Desconecte un momento el generador de funciones. 24. Desconecte el puente que une a R14 con el colector y conecte R15 al colector. Ajuste a RV3 hasta obtener VCE = 5V si la variación de RV3 no fuera suficiente, cortocircuite a R Vuelva a conectar el generador y ajuste la señal de entrada para que en el colector se obtengan una señal sin distorsión de 4 Vp-p. 26. Calcule las ganancias de Voltaje, corriente y potencia de la misma manera que lo hizo antes. Anote sus resultados en la Tabla 2. RL = 680 Ganancia de tensión (Av) Ganancia de corriente (Ai) Ganancia de Potencia (Ap = Av*Ai) Tabla 2. Valores de ganancias del Amplificador de emisor común.

6 6 Guía 7 PARTE II: RESPUESTA EN FRECUENCIA. 27. Arme de nuevo el circuito de la Figura 1. Asegúrese que PS-1 esta ajustado a 10V. 28. Desconecte el generador de señales y ajuste RV3 para conseguir que VCE=5V. 29. Conéctelo de nuevo al circuito y coloque una señal senoidal sin offset con una frecuencia de 1000Hz. Las referencias de voltaje deben estar en el centro y el acople en AC. 30. ajuste su amplitud para obtener una señal de salida de 6Vpp en el Colector. 31. Anote la tensión de entrada y en R12 (usando acople de AC) en la Tabla Varíe la frecuencia del generador de señales según los valores que indica la Tabla 3 y complete la información solicitada. 33. Calcule la ganancia de tensión. Frecuencia (Hz) K 20K 50K 100K Vsal p-p Ven p-p V en R12 Av Tabla 3. Análisis de Resultados 1. Cuando comparó las señales de entrada y salida lo hizo utilizando tanto el acople de AC como el de DC y las imágenes fueron diferentes por qué sucede esto? 2. Durante el procedimiento dibujó las señales en los tres terminales del transistor y en cada una tomó nota de los valores máximos y mínimos. Para cada gráfica realice lo siguiente: Calcule el valor medio de cada una. Explique que relación tiene los valores medios calculados y el procedimiento de la guía de laboratorio anterior. 3. Cuál es la función del capacitor C2? 4. Usando los resultados de las Tablas 1 y 2 cómo se relacionan las ganancias entre si? qué efecto tiene RL (ya sea R14 ó R15 en la ganancia de potencia?

7 7 5. Usando los datos de la Tabla 3 grafique la relación Av vrs F. entre qué rango de frecuencia se mantiene relativamente estable la ganancia? 6. Explique el efecto que tiene C1 en el funcionamiento del circuito a medida que se barre el rango de frecuencias en la Tabla 3. Bibliografía DEGEM SYSTEMS Curso EB-111 Fundamentos de los semiconductores I, Segunda edición. I.T.S Inter Training Systems Ltd Boylestad, R - Nashelsky, L, Electrónica: Teoría de Circuitos y dispositivos electrónicos, sexta edición PRENTICE HALL 1999.