INFORME DE LABORATORIO; PREAMPLIFICADOR DE SEAL DE AUDIO CON MOSFET

TRANSISTOR IRFZ44N (International Rectifiers) Transistor incremental de canal n. Apariencia y smbolo.

Mximos parmetros proporcionados por el fabricante.

Parmetros a temperatura ambiente.

El TDA es un amplificador de potencia, cuya principal caracterstica es que es doble (dos dispositivos en uno, cuya finalidad es la misma) y su capacidad de intensidad es alta (3,6 A aproximadamente). TDA2004 (ST microlectronics)

Amplificador de audio estreo de 10 W de potencia. Apariencia y terminales.

Parmetros mximos o extremos de operacin.

Parmetros a temperatura ambiente.

Circuito en aplicacin.

1. OBJETIVOS

Reconocer la funcin que cumple el dispositivo TDA en la prctica real. Lograr que los clculos matemticos coincidan tanto con la simulacin, como con el montaje de la prctica real. Reconocer la funcin que cumple el transistor en el circuito. Lograr que la seal de salida sea la esperada segn los clculos que se realicen y que el funcionamiento del dispositivo sea eficiente.

2. PROCESO DE DISEO Y CLCULOS MATEMTICOS

El siguiente, es el modelo del preamplificador con las resistencias a definir.

Vamos dar primero que todo, unos valores iniciales definidos tanto por el fabricante del MOSFET, como asumidos por los diseadores. Vdd=12V Vdsq=6V Idq=10mA Vt=3,533V Av=-10 Vgs(on)=10V Id(on)=25A Primero vamos a determinar el valor de la constante K, para sacar el valor de Idq, mediante la siguiente formula: ( ( ( ) ) )

( Por lo tanto, K=0,597

)

Ahora, procedemos a sacar el valor del voltaje Vgs, mediante la siguiente formula:

Por lo tanto, Vgs=3,66 Para hallar gm utilizaremos la siguiente formula ( ( )( ) )

Definiremos, Rd por medio de la siguiente ecuacin.

Ahora, se definir la resistencia Rs.

(

)

(

)

Hallaremos Vgg para poder hallar R1

(

)(

)

Con este resultado procedemos a encontrar el valor de R1

Despejando tenemos que

El voltaje mximo de seal alterna que se le puede introducir al circuito lo hallamos por medio de la siguiente ecuacin

(

)

Por lo tanto

3. SIMULACIN EN SOFTWARE El siguiente, es el circuito montado segn los parametros de diseo, con una seal de Vi de 60 mV.

A continuacin, el mismo circuito, pero con una seal Vi de 100 mV. Notese que los valores de Vgs, Vdsq e Idq tienen unas variaciones minimas con respecto al anterior circuito, y la seal del osciloscopio, se mantiene en perfectas condiciones.

Segn lo visto en el software, la seal comienza a presentar un recorte, cuando se le aplica una seal de Vi superior a las 120 mV, que para las exigencias de una seal de audio prediseada para el preamplificador, es una seal bastante tolerable.

4. MONTAJE EN PRCTICA REAL

Como primera medida procedernos a medir la seal que vamos a introducir al circuito. La cual es de 0.060 voltios .

Luego se introduce la seal y observamos que a la salida nos esta amplificando aproximadamente 10 veces.

Se puede observar que la seal el de 0.6V aproximadamente

Ahora se quiere experimentar que el condensador de 22 F es un factor importante en el circuito ya que es el que permite que el transistor pueda amplificar la seal 10 veces. Simplemente porque por su reactancia baja anula el paso de corriente que va por la resistencia de fuente.

Como podemos ver la seal se disminuye significativamente.

5. CONCLUSIONES Se reconoci el funcionamiento del circuito y la funcin de amplificacin. Se interactu con el dispositivo TDA. La seal de salida fue la esperada, aunque se tuvo un inconveniente al introducirle la seal de entrada. el cual fue que el generador en funciones lo mnimo que proporcionaba era 0.7 Voltios cuando se necesitaban 0.06 voltios como mximo. Se logr aplicar los clculos matemticos, a la prctica real. Se ajust el circuito a los valores de las resistencias comerciales. Por falta de acople de impedancias no se logr la mxima transferencia de potencia del preamplificador al TDA. Se concluye que la corriente IC del amplificador debe ser baja debido a que el pre amplificador cumple con el objetivo de ubicar la seal en un punto Q y el TDA cumple la funcin de amplificar.

6. BIBLIOGRAFA COMPLEMENTARIA http://pdf1.alldatasheet.com/datasheetpdf/view/25037/STMICROELECTRONICS/TDA2004.html http://es.wikipedia.org/wiki/Preamplificador http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/68620/IRF/IRFZ44.html Software Multisim 11.0 Electrnica, teora de circuitos y dispositivos electrnicos; R. Boylestad. 10 ed.