PRACTICA 2 DISEÑO DE UNCIRCUITO AMPLIFICADOR MONOETAPA EMISOR COMUN, EN AUTOPOLARIZACION CON ACOPLAMIENTO CAPACITIVO PARA MES. Objetivo: El objetivo de esta práctica es que conozcamos el funcionamiento de un circuito amplificador monoetapa con emisor común. Esto se lograra por medio del diseño y la construcción de un circuito. Además se le aplicara una señal senoidal para saber si nuestro circuito trabaja óptimamente como un amplificador. Introducción Teórica: AMPLIFICADORES MONOETAPA Y MULTIETAPA Configuraciones básicas de amplificadores MOS. Amplificadores MOS de una etapa. Amplificadores NMOS con cargas activas. El amplificador CMOS. Configuraciones básicas de amplificación BJT: Emisor común, base común. Cálculo de impedancias y ganancias. Configuración de emisor común con resistencia de emisor y basecolector. Acoplo directo en continua: Circuito Darlington y Cascodo. Otros acoplos en continua. Conceptos generales de amplificadores en cascada. Para los amplificadores de voltaje, existen diferentes parámetros tales como la ganancia de voltaje, que se define como la relación entre el voltaje de salida entre el voltaje de entrada. Esta ganancia se ve afectada por diversos factores tales como la beta del transistor y además de los distintos valores que se tengan en la resistencia de emisor y en la carga. La figura siguiente muestra un amplificador con polarización por divisor de tensión (PDT). Para calcular las tensiones y corrientes continuas se abren mentalmente todos los condensadores con el fin de calcular su respuesta en estado de reposo. Como antes, usamos un condensador de acoplo entre la fuente y la
base, y otro condensador de acoplo entre colector y la resistencia de carga. También necesitamos usar un condensador de desacoplo entre el emisor y tierra. Sin este condensador, la corriente alterna de la base podría ser mucho más pequeña; pero con el condensador de desacoplo obtendremos una ganancia de tensión mucho mayor. La tensión de la fuente de señal es una tensión sinusoidal con un valor medio de cero. La tensión de la base es una tensión alterna superpuesta a una tensión continua. La tensión de colector es la tensión alterna amplificada e invertida superpuesta a la tensión continua de colector. La tensión en la carga es la misma que la tensión de colector, excepto que tiene un valor medio de cero. No hay tensión alterna en el emisor por que éste es una tierra para señal, resultado directo del empleo de un condensador de desacoplo. Es importante recordarlo, por que es útil para detectar averías. Si el condensador de desacoplo estuviera abierto, podría aparecer una tensión alterna entre el emisor y tierra. Este síntoma apuntaría inmediatamente al condensador de desacoplo abierto como única avería. Desarrollo y Procedimiento: 1.-Diseñar el circuito para MES (máxima excursión de salida), con emisor común auto polarización acoplado con capacitor. Con los siguientes datos:
Para obtener R1 y R2: Y sabemos que RB es: De la ecuación de malla de entrada, tenemos que:
Ahora sustituimos en las formulas para obtener R1 y R2: Pero: 2.- Teniendo los datos se puede medir punto de operación en reposo y si es necesario ajustar las resistencias.
Los valores medidos son: Parámetros Valores Valores Valores Medidos Calculados Simulados Icq 8.8mA 8.66mA 8.8mA Vce 5.8V 6.33V 5.4V 3.- Aplicar señal senoidal de 1KHz de frecuencia y conectar el osciloscopio a la entrada y a la salida del amplificador. Medir Vs y Ve y calcular Av=Vsal/Vent.
Los valores medidos son: Parámetros Valores Valores Medidos Ganancia Simulados Vent 1.55V 2.0V 3.6V Vsal 6.33V 7.2V
4.- Para MESS calcular Vs(p-p)=1.8Icq(RC RL) 5.- Cambiar RL=2Kohms y medir Vs(p-p). Parámetros Valores Valores Medidos Simulados Vent 1.54V 2.2V Vsal 6.33V 7.1V
6.- Cambiar RL=500ohms y medir Vs(p-p). Parámetros Valores Valores Medidos Simulados Vent 1.44V 2.2V Vsal 6.23V 7.0V
7.- Cambiar RE=400ohms y medir Vs(p-p) Parámetros Valores Valores Medidos Simulados Vent 1.6V 2.3V Vsal 12.5V 13.0V
8.- Cambiar RE=1Kohm y medir Vs(p-p). Parámetros Valores Valores Medidos Simulados Vent 1.6V 2.0V Vsal 14.0V 13.8V
La entrada es mayor en este circuito por que hay una sobre excitación en la red, y la recta de carga cambio por lo tanto la ganancia del voltaje es menor. 9.- Con 7 conectar un C3 RE y medir Vs(p-p)
Parámetros Valores Valores Medidos Simulados Vent 1.6V 1.8V Vsal 13.9V 14.0V Conclusión: Rosa Itzel Santana Guzmán Este tipo de polarización es la más estable de todas, ya que tiene el control de la corriente de base por el divisor de voltaje, pero se presenta un pequeño inconveniente pues aunque tenemos una mayor estabilidad, se obtiene una ganancia menor. Se presentan dos rectas de carga la de CD y la de CA la cual
proporciona el punto de operación cuando el amplificador es polarizado, sin tomar en cuenta la señal de entrada. La amplificación consiste en aumentar la amplitud de una señal eléctrica, por lo que en la salida del amplificador tendremos una señal idéntica a la de la entrada pero de mayor amplitud. CUESTIONARIO 1.- Qué tipos de corriente se toman en cuenta para encontrar el punto de operación de un amplificador monoetapa con emisor común trabajando en auto polarización acoplado por capacitor? La corriente alterna es la señal a amplificar y la continua sirve para establecer el punto de operación del amplificador 2.- Cuál es la finalidad de encontrar el punto de operación? Que la señal de salida amplificada no resulte distorsionada 3.-La base está conectada a un divisor de voltaje formada por dos resistencias Cuál es el propósito de estas? Permiten tener en la base una tensión necesaria para establecer la corriente de polarización de la base 4.- Qué efecto tienen estas resistencias al modificarse? El punto de operación se modificara hacia arriba o hacia abajo en la curva existiendo la posibilidad de distorsión 5.- Qué ocurre si excitamos con una señal grande? Se recortan los picos positivos y negativos de la señal de entrada y por lo tanto la señal de salida resulta distorsionada 6.-Cuál es la ventaja de la resistencia conectada en el emisor del transistor? Aumenta la estabilidad del amplificador. 7.-Cuál es la desventaja de la resistencia conectada en el emisor del transistor? Causará cambios en la corriente de la base y por lo tanto en la corriente de colector también, otro efecto que causa es la disminución en la ganancia de corriente. 8.- Cómo se contrarresta este efecto? Se conecta en paralelo con la resistencia del emisor un capacitor que realizara la función de corto circuito para la corriente alterna y un circuito abierto para la corriente continua.
9.- Cuál es la finalidad del amplificador? Proporcionar una tensión de salida con máxima excursión de salida sin distorsión a una baja resistencia de carga 10.-Para una MES de un amplificador que se requiere? El punto Q se debe colocar en el centro de la línea de carga de corriente alterna. ANTERIOR INICIO SIGUIENTE