Universidad de Guadalajara

Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenieras

Departamento de Electrnica

Laboratorio de Electrnica II

Maestro:

Martin Javier Martnez Silva

Alumno:

Francisco Samuel Briseo Delgado

Reporte de Prctica 3 Amplificador en Emisor Comn

Fecha: 11/03/2014

Objetivo

Verificar el funcionamiento del amplificador Emisor Comn mediante la medicin y comparacin contra clculos de las caractersticas de impedancia, ganancias, y respuestas en frecuencia.

Marco Terico

El principio de amplificacin de voltaje y de corriente tiene su explicacin al polarizar un transistor bipolar de modo que su punto de operacin de reposo Q se encuentre en la regin de amplificacin lineal, donde las curvas caractersticas mantienen casi el mismo valor de corriente de colector para la misma corriente de base, de manera que si se excita al transistor con una pequea seal sinusoidal que se acopla en la base mediante un capacitor, se agregarn las variaciones de la seal por amplificar a la corriente de base de reposo ( IBQ ) dando por resultado una corriente de base total iB = IBQ + ib que ser amplificada por el transistor como una corriente de colector ic = hfe IBQ + ib. Un circuito amplificador de voltaje y de corriente para seal pequea en emisor comn con acoplamiento capacitivo de seal y carga resistiva se presenta en la imagen siguiente. En este amplificador, los capacitores se comportan como circuitos abiertos para la CD ya que su reactancia es infinita

para este tipo de voltaje cuya frecuencia al ser cero da lugar a Xc =

,

entonces el circuito resultante y su anlisis en DC viene a ser el mismo que el estudiado en polarizacin fija.

El proceso para obtener un modelo elctrico equivalente que represente el funcionamiento del circuito para amplificar las seales pequeas, utiliza una red de dos puertos que modela el funcionamiento del transistor en su versin simplificada. Entre las terminales del puerto de entrada existe una resistencia dinmica rbe = hie que resulta del recproco de la pendiente que tiene la curva del diodo baseemisor para la corriente de base IBQ con que se polariza al transistor, esta resistencia es la que determina la magnitud de la seal de corriente de base bi que ingresa al transistor. Por otra parte, entre las terminales del puerto de salida se encuentra una fuente de corriente de colector cuyo valor ic = hfe ib es el resultado de haber polarizado al transistor en su regin de amplificacin lineal, lo cual explica el por qu se amplifica la corriente y el voltaje si a la corriente se le obliga a circular por un resistor de valor alto.

El siguiente paso consiste en realizar un corto circuito en todas las fuentes de directa que tenga en amplificador para aplicar el principio de superposicin y por ltimo poner en corto circuito todos los capacitores porque se asume que su valor ha sido calculado para que permitan el paso de la seal a travs de ellos a partir de una frecuencia de corte mnima que el diseador establece de antemano. El resultado de llevar a cabo los pasos antes mencionados nos conduce al modelo simplificado del circuito de seal pequea de un amplificador en emisor comn.

Desarrollo Terico

Para esta prctica es necesario en primera instancia tomar las curvas del transistor, que es un MPS2222A. Para esto, usando el trazador de curvas se obtiene la = 113.

Nuestros datos de la prctica:

VCC = 12V

RE = 470

VCEQ = 5V

ICQ = 3mA

RL = 10k

fL = 100 Hz

= 113

Teniendo estos datos podemos empezar con los calculos:

VBB = (1.1)RE ICQ+VBEQ

RB =

RB1 =

RB2 =

RC =

Valores Comerciales para las resistencias

RB1 = 6.8 k

RB2 = 27 k

RC = 1.8 k

Ahora ya tenemos los datos necesarios para calcular las ganancias e impedancias de entrada y de salida:

hfe = 113

hie =

Av1 =

*el signo menos lo nico que indica es la inversin de la fase

AI1 =

Zi = | |

Zo =Rc = 1.8 k

Calculo de capacitores:

Material Utilizado

-Transistor BJT MPS2222A

-Resistores calculados 5%

- 3 capacitores calculados

-Protoboard

-Cable y Caimanes

-Trazador de curvas

-Generador de seales

-Osciloscopio

-Multmetro Digital

Desarrollo Prctico

*Se midieron respecto a tierra los siguientes voltajes:

Voltaje de Emisor VE = 1.6 V

Voltaje de Colector VC = 5.86V

VB = 2.26 V

*Estimando el valor de ICQ ~

f, Hz (vi)p-p (vL)p-p |AV1| Av1dB

10 32 mV 520 mV 16.25 24.22

20 36 mV 1.12 V 31.12 29.86

50 36 mV 2.96 V 82.22 38.299

100 36 mV 4.36 V 121.11 41.66

200 36 mV 4.76 V 144.29 43.18

500 36 mV 5.6 V 164.7 44.33

1K 34 mV 5.44 V 160 44.08

2K 36 mV 5.76 V 160 44.08

5K 36 mV 5.8 V 161.11 44.14

10K 36 mV 5.88 V 163.34 44.26

ICQ VCEQ Calculados 3.328 mA 4.445 V Medidos 3.404 mA 4.26 V Error porcentual 2.28 % 4.16 %

20K 36 mV 5.84 V 162.23 44.202

50K 36 mV 5.80 V 161.11 44.14

100K 36 mV 5.80 V 161.11 44.14

200K 36 mV 5.80 V 161.11 44.14

500K 32 mV 5.52 V 172.5 44.735

1M 32 mV 5.12 V 160 43.95

2M 28 mV 4.2 V 150 43.55

*Grfica con escala semilogaritmica f vs AV1dB

*Respecto a las mediciones de 10KHz:

Zi Zo |AV1| (a 10 KHz)

Calculados -195.25 Medidos -163.34 Error porcentual 36.56 % 2.3 % 16.34 %

Conclusin

Se pudo observar que la medicin de la ganancia de voltaje medida se aleja significativamente de la calculada, y esto es debido a la distorsin que se produce en la amplificacin, ya que la amplificacin no es completamente lineal. Entre ms pequea sea una seal, ser menos la distorsin que se produzca, y por lo tanto, ms cercana la ganancia a la esperada.

Tambin se presentaron mediciones inesperadas a las frecuencias del orden de Megahertz, donde la ganancia cay significativamente.