DESARROLLO DEL EXAMEN FINAL

Respuesta en baja frecuencia; amplificador con BJT

1.- Resolver el siguiente ejercicio 4 puntos Para la red de la figura 9.76: a).Calcule los valores utilizando Mathcad b).Implemente el circuito y trace las asíntotas de la grafica de Bode definidas por la frecuencia corte c). Determine re.d). Encuentre Avmedia = V0 / Vi

e). Calcule Zi.

f). Encuentre Avsmedia = V0 / Vs

g). Determine fLs, fLc y fLE.h). Determine la frecuencia de corte inferior.i). Trace las asíntotas de la gráfica de Bode definidas por las frecuencias de corte, utilizando el programa Multisim.j). Trace la respuesta de baja frecuencia para el amplificador utilizando los resultados de la parte (h)

SOLUCION:

IB=V CC−V BE

RB+(β+1)RE= 20V−0.7V

470k+ (100+1 ) 0.91k=34.35 A

IE=(β+1 ) IB=(100+1 ) (34.35μA )=3.469mA

re=26mA

3.469mA=7.5Ω

AVMED=V O

V i

=−(RC‖RL )

re

AVMED=−(3 k‖4.7 k )

7.5=−1.831k

7.5Ω=−244.16 .

Zi=RB‖βre

Zi=470k‖100∗7.5=748.8Ω

AVSMED=Z i

Zi+RS∗AVMED

AVSMED=748.8

748.8+0.6 k∗(−244.1 6 )=−135.55

f LS=1

2π∗(RS+Z i )∗CS

f LS=1

2π∗(0.6k+0.7488k )∗(1uF )=117.997Hz .

f LC=1

2π∗(Ro+RL)∗CC

f LC=1

2π∗(3k+4.7 k )∗(1uF )=20.669Hz .

f ¿=1

2π∗Re∗C E

Re=RE¿

Re=0.91k ¿

f ¿=1

2π∗Re∗C E

= 12 π∗(13.293Ω )∗(6.8uF )

=1760.71Hz .

La frecuencia de corte inferior es: 1760.71Hz.

TRAZADO DE LAS ASÍNTOTAS DE LAS GRÁFICAS DE BODE Y LA RESPUESTA EN BAJA FRECUENCIA

Respuesta en baja frecuencia; amplificador con FET2.- Resolver el siguiente ejercicio 4 puntosPara la red de la figura 9.79:a).Calcule los valores utilizando Mathcad b). Determine VGSQ y IDQ.c). Encuentre gm0 y gm.d). Calcule la ganancia de banda media de Av = V0 / Vi.e). Determine Zi.f). Calcule Avs = V0 / VS.g). Determine fLG, fLC, y fLS

h). Determine la frecuencia de corte inferior.i).Trace las asíntotas de la gráfica de Bode, utilizando el programa Multisim.j).Trace la respuesta en baja frecuencia para el amplificador utilizando los resultados de la parte (g).

V G=0V .

V GS=V G−ID∗RS

V GS=0V−ID∗1.2k

ID=IDSS∗(1−V GS

V P

)2

Al resolver las ecuaciones obtenemos:

V GSQ=−4.1422V

IDQ=3.4518mA

gm0=2∗IDSS|V P|

gm0=2∗IDSS|V P|

=2∗6mA6V

=2mS .

gm=gm0∗(1−V GS

V P)

gm=2mS∗(1−−4.1422V−6V )=0.6193mS .

AV=V O

V i

=−gm∗(RD‖RL )

AV=−0.6193mS∗(5k‖3.9k )=−1.3869 .

Zi=RG=1MΩ.

Avs=

V O

V i

∗V i

V S

AVS=AV=−1.3869 .

f LG=1

2π∗(RSIG+Z i )∗CG

f LS=1

2π∗(1k+1M )∗(0.1uF)=1.59Hz .

f LC=1

2π∗(Ro+RL)∗CC

f LC=1

2π∗(5k+3.9k )∗(4.7uF)=3.8048Hz .

f LS=1

2π∗Requ∗CS

Requ=RS‖ 1gm

Re=1.2k ¿

f LS=1

2π∗Requ∗CS

= 12 π∗(688Ω )∗(10uF )

=23.133Hz .

LA FRECUENCIA DE CORTE ES 23.133Hz.

TRAZADO DE LAS ASÍNTOTAS DE LAS GRÁFICAS DE BODE Y LA RESPUESTA EN BAJA FRECUENCIA

3.- Resolver el siguiente ejercicio 4 puntos

Un amplificador clase A acoplado por transformador excita una bocina de 16 por medio de un transformador 3.87:1. Con una fuente de alimentación de Vcc = 36 V, el circuito suministra a la carga. Calcule:a).Calcule los valores utilizando Mathcad b).Simule el circuito utilizando Multisimc).Calcule la potencia de P0(ca) entregada a la bocina de 16 d). P(ca) a través del primario del transformador.e). VL(ca).f). V(ca) en el primario del transformador.g). Los valores rms de la corriente a través de la carga y el primario.h) Calcule la eficiencia del circuito, si la corriente de polarización es IcQ = 150 m A.

Pprim=PL=2W

PL=V L

2

RL

V L=√PLRL=√2∗16=5.66V .

R2=a2R1=3.872∗16=239.6Ω

Pprim=V prim

2

Rprim=2W

V prim2= (2W )∗(239.6)

V prim=√2∗239.6=21.89V .TAMBIEN:

V prim=aV L=3.87∗5.66=21.9V

PL=I L2∗RL

I L=√ PLRL=√ 216

=353.55mA

Pprim=2W=I prim2∗Rprim=I prim

2∗239.6

I prim=√ P prim

R prim

=√ 2239.6

=91.36mA

TAMBIEN:

I prim=I La

=353.553.87

=91.36mA

I dc=ICQ=150mA

Pi=V CC∗ICQ=36∗150=5.4W

n=PoP i

∗100 %= 25.4

∗100 %=37 %

4.- Resolver el siguiente ejercicio 4 puntos Para el amplificador de potencia clase B de la figura calcule:a).Calcule los valores utilizando Mathcad b).Simule el circuito utilizando Multisimc). P0(ca)máxima.d). Pi(cd)máxima.e). % máxima.f). Potencia máxima disipada por ambos transistores.

Poca=V L

2

2 RL= 302

2∗8=56.25W

Poca=V CC( 2π∗V o

2L)=Vcc∗( 2

π∗30

8 )=71.62W

n=56.2571.62

∗100 %=78.54 %

PZQ=( 2

π2∗V CC2

RL)=( 2

π 2∗302

8 )=22.8W

5.- Resolver el siguiente ejercicio 4 puntosPara un circuito cómo en la figura 14.11 y con los siguientes valores del circuito,: RB = 600 k, RE = 1.2 k, RC = 4.7 k y = 75. Use Vcc = 20V.a).Calcule los valores utilizando Mathcad b).Simule el circuito utilizando Multisimc) calcule su ganancia y las impedancias de entrada y salida con y sin realimentación

SIN REALIMENTACION

A=I 0

V i

=−h fehie+RE

A= −120900+1.2k

=−0.057

β=V f

I 0

=−RE=−1200

1+βA=1+(−1200 )∗(−0.057 )=69.4

CON REALIMENTACION

A f=A

1+βA

A f=−0.057

1+(−1200)(−0.057)=−0.057

69.4=−0.00082

Avf=−120∗4700

900+120∗1200=−3.89

Zif=Z i∗(1+ βA )=hie+h fe∗RE

IMPEDANCIAS SIN REALIMENTACION

Zi=hie+RE=900+1200=2.1k

Zo=RC=4.7k

IMPEDANCIAS CON REALIMENTACION

Zif=hie+h fe∗RE=900+ (120∗1200 )=144.9k

Zof=Zo∗(1+βA )=RC∗(1+h fe∗REhie

)

Zof=RC∗(1+h fe∗REhie )=4.7 k (1+ 120∗1200

900 )=756.7k