GUA DE PRCTICA No. 9

Tema:

DISEO DE AMPLIFICADOR ES EN LA CONFIGURACIN COLECTOR COMN.

1. Objetivos:

Verificar las caractersticas de funcionamiento del amplificador Colector Comn diseado por el estudiante, para que cumpla con una ganancia de corriente definida.

Comparar resultados calculados, simulados y medidos. 2. Materiales y Equipos. Materiales:

Transistores Resistencias Capacitores Cables Protoboard

Herramientas:

Multmetro Fuente de corriente continua Generador de seales Osciloscopio

3. Procedimiento

3.1.1. Armar el circuito amplificador Colector Comn diseado 3.1.2. Verificar el punto de operacin. 3.1.3. Verificar la ganancia de voltaje del amplificador. 3.1.4. Verificar la ganancia de corriente del amplificador. 3.1.5. Verificar la impedancia de entrada. 3.1.6. Verificar la impedancia de salida. 3.1.7. Realizar el cuadro con los resultados obtenidos y comparar con los calculados y

simulados.

4. Bibliografa. * Boylestad L. Robert, Nashelsky Louis, Electrnica: Teora de circuitos y dispositivos

electrnicos, 2009, Espaol, Prentice Hall.

DEPARTAMENTO DE SISTEMAS ELECTRNICOS

ELECTRNICA I

TRABAJO PREPARATORIO LABORATORIO No. 9

Tema de la prctica: DISEO DE AMPLIFICADORES EN LA COLECTOR COMN. Realizado por: Bryan Rueda, Alex Suquillo.

1. Objetivos:

1.1 Verificar el funcionamiento del amplificador Colector Comn diseado, 1.2 Comparar resultados calculados, simulados y medidos.

2. Disear un amplificador en la configuracin Colector Comn que cumpla con una

ganancia de corriente especfica y realizar las siguientes actividades:

DATOS: Todos los datos se obtuvieron del datasheet: min = 40 tipico = 100 max = 300 Icmax = 200 mA VCEmax = 40 V PCEmax = 625 mW fmin = 1 KHz fmax = 20 KHz Vo = 3sen wt V Vin = 3sen wt V RL = 560

Condiciones de diseo:

Condiciones para que no exista recorte: . ( || ) . + .

De la primera condicin se tiene que: IE Vin+(RE||RL) VERE Vin+(RE||RL) VE Vin+(RE||RL) RE

Tenemos 3 posibilidades para el valor de las resistencias entonces comparamos RE con RL: 1. RE = RL RE = 560 2. RE RL RE = 56 3. RE RL RE = 5.6k

Con RE = 560 VE Vin+(RE||RL) RE VE 3V(560||560) 560 VE 6V

Para el diseo se utilizar la condicin de tolerancia del 20%: VE = 6 1.2 = .

IE = VERE IE = 7.2 V560

= . Con RE = 56

+(||)

3(56 ||560) 56

3.3

Para el diseo se utilizar la condicin de tolerancia del 20%:

= 3.3 1.2

= .

=

= 3.96 56

= . Con RE = 5.6k

+(||)

3(560||5.6) 5.6

33

Para el diseo se utilizar la condicin de tolerancia del 20%:

= 33 1.2

= .

= = 39.65.6

= .

Con RE = 56 tenemos la corriente muy alta. Con RE = 5.6k tenemos un voltaje de emisor muy elevado lo que provoca un ms grande el cual no nos permite experimentar con las fuentes del laboratorio. Por esta razn en el diseo se implementar la condicin = = :

= = .

= . Luego:

0 =

= .

Para tener un divisor de tensin de esta manera se logra que no dependa de los parmetros del transistor.

=

Para que sea mximo debe ser mnimo entonces usamos el de las especificaciones

= = 12.8640 = .

2 = 10 = 10 321.5 = .

Voltaje en la Base:

= + = 0.7 + 7.2 = .

2 = 2

2 = 7.93.22

2 = 2453 Valores comerciales cercanos: 2.2k, 2.7k

En la base se toma el valor de resistencia menor para que aumente la corriente: = . Analizando la malla de salida :

+ + =

= + En la segunda condicin se tiene:

+ 3 + 3 6

= 1.2 6 = .

= 7.2 + 7.2 = 14.4

Necesitamos verificar que la ganancia de corriente sea igual a 3:

= 3 = 1 1.8 = 5.4

Se observa que necesitamos una impedancia de entrada de 5.4K

= || = ( + 1) ( + (||))

= (40 + 1) ( 265.33 + (1.8||1.8)) = 37.1

= +

= = 5.4 37.137.1 5.4 = 5160

= 1 21 + 2 1 = 22

1 = 5160 77447744 5160 1 = 15464

1 = 15464

15k 18

Clculo de los Capacitores:

= 12

12

12(1000)(5.4)

0.0294 = 0.294

Utilizaremos un capacitor comercial de 1uF. Para mejorar la seal de salida en relacin a la de entrada utilizaremos un capacitor de 100uF.

Si , entonces:

12(1000)(1.8K)

0.0884uF 0.884

Utilizaremos un capacitor comercial de 1uF. Para mejorar la seal de salida en relacin a la de entrada utilizaremos un capacitor de 100uF.

2.1. Calcular el punto de operacin del transistor.

= 161

Equivalente Thevenin

= 21 + 2 = 14.4 2.2 2.2 + 2.2

= 7.2

= 1 21 + 2 = 2.2 2.2k 2.2 + 2.2k

= 1.1

+ + + = 0 = +

= + = (1 + )

+ + + (1 + ) = 0 = + (1 + )

= 7.2 0.7 1.1 + (162 560) = 70.8 =

= 161 12.33 = 11.39 = +

= 11.46 =

= 11.46 560 = 6.41

= + = 1.12 + 0.7 = 7.11 =

= 14.4 =

= 19 6.77 = 8

2.2. Calcule Zin, Zo, Av, AI.

o :

= = = = 161 = + 1

= 26 = 26 11.46 = 2.26

Ganancia de voltaje:

= = (||)

= + (||) = (||) + (||) = (||)( + 1) ( + 1) + (||)( + 1) = (560||560)2.26 + (560||560)

= . Impedancia de entrada:

= || =

= ( + 1) + ( + 1) (||) = ( + 1) ( + (||)) = (161 + 1) (2.26 + 280)

= . = || = 1.1k||45.72k = .

Ganancia de corriente:

= =

= =

= 0.99 1.07560 = .

Impedancia de salida:

= || =

=

= ( + 1)

( + 1) =

= 2.26

= 560||2.26 = .

2.3. Grafique el diagrama de voltajes.

2.4. Verifique el punto de operacin.

VB

% =

100 % = 7.12 8.28.2 100 % = 9.5%

VE

% =

100 % = 6.39 7.28.2 100 % = 9.76%

VC

% =

100

% = 14.4 14.414.4 100 % = 0%

VCE

% =

100 % = 8.01 8.28.2 100 % = 2.3%

2.5. Verifique la ganancia de voltaje del amplificador. Vin

Vo

Comparacin

= = 2.973 = 0.99

Vin

Vo

= = 33.04 = 0.98

% =

100 % = 0.99 0.980.98 100 % = 0.0032%

2.6. Verifique la ganancia de corriente del amplificador.

iin

io

= = 3.731.97 = 2

iin

io

= = 3.681.83 = 2.01

% =

100 % = 2 2.012.01 100 % = 0.54%

2.7. Verifique la impedancia de entrada. Sabemos que la seal de entrada tiene un pico de 3v

Conectamos en serie al primer capacitor al capacitor de la base de la siguiente forma y medimos el voltaje sobre el circuito, vamos variando la resistencia, comprobaremos que el voltaje se reducir a la mitad cuando el valor de la resistencia sea igual a la impedacncia de entrada Zin

= 1.07

En la practica pudimos constatar que efectivamente el voltaje se redujo a la mitad cuando la impedancia conectada era de 1.07K

= 1.07 % =

100

% = 1.07 1.071.07 100 % = 0%

2.8. Realizar el cuadro con los resultados obtenidos.

VOLTAJES

VE VB VC VCE Av AI Zin Zo

Valor calculado 6.41 7.11 14.4 8 0.99 1.89 1.07K 2.25 Valor simulado 6.39 7.12 14.4 8 0.99 1.89 1.07K 2.25 Valor medido 7.2 8.2 14.4 8.2 0.99 2 1k 2.5

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