INFORME DE LABORATORIO DISEÑO DE AMPLIFICADORES DE UNA ETAPA CON TRANSISTORES BJT
OBJETIVOS -
Dise Diseña ñarr cir circu cuit itos os ampl amplif ific icad ador ores es de una una eta etapa pa con con el el tra trans nsis isto torr BJT BJT.. Eval Evalua uarr los los circ circui uito toss amp ampli lifi fica cado dore ress en en máx máxim imaa vari variac ació ión n sim simét étri rica ca.. Medi Medirr e int inter erpr pret etar ar gan ganan anci cias as de de volt volta ae! e! de de corr corrie ient ntee e impe impeda danc ncia ia de de entr entrad adaa con los instrumentos osciloscopio " mult#metro. $im $imular ular los los circ circui uittos ampl amplif ifiicado cadorres con con el prog progra ram ma %ir %ircuit cuitMa Ma&e &err '((( '((( o )*+TE,$.
INSUMOS Y EQUIPOS REQUERIDOS Tran Transi sist stor or n-pn-p-n n '/0 '/0(1 (1 Transistor p-n-p '/0(2 *esistencia de 23 Ω ! *esistencia de '' & Ω! *esistenci ncia de de & Ω! ' *esistencias de '.' 4 Ω! *esi *esisstenc tencia ia de ''( ''( Ω! / %ondensadores de (( u5! 2 o '6 7olts 7olts o ma"or )otenciómetro de 4 o8m )otenciómetro de ( 4 o8m )otenciómetro de (( 4 o8m. )ar de %a9les conectores de fuente 5uente varia9le de :;- 6 7. 7.
FUNDAMENTO TEÓRICO
'
DESARROLLO PRÁCTICO Experiment N! "!# Di$e% &e 'n (mp)i*i+(&r Emi$r Cm,n Diseñe el amplificador con la configuración de emisor com=n polari>ado por división de tensiones usando el transistor '/0(1 con 7cc ? ' 7.! *c ? 4 o8m! * @ ? '.' 4 o8m de manera Aue los valores de * ! * '! * E cumplan para lograr máxima variación simétrica en la salida " cumpla con una ganancia de tensión v ? - ( " i ? -3. Mida con el tester el valor de 9eta del transistor '/0(1 " asuma como teórico para reali>ar el diseño. ,na ve> diseñado el circuito realice las siguientes tareasC . mplemente el circuito amplificador en proto9oard " conecte el osciloscopio " generador de funciones! tal como se indica.
/
'. uste el generador de funciones para producir una señal sinusoidal de amplitud 7 pico " de frecuencia 4>. ,tilice el atenuador de la punta de prue9a para lograr en la entrada del amplificador una tensión aproximada de (( m7. /. Mida con el osciloscopio la ganancia de tensión del circuito v comparando la señal de salida 7o con la de entrada 7i! A- ? ./01.
1. Mida con el amper#metro la corriente de entrada " la corriente en la carga! " calcule la ganancia de corriente i mediante o;i. Ai 2 1/34.
1
6. %alcule la impedancia de entrada con valores medidos de 7i e i! Zi =
0.54
Vi Ii
=
0.194
5i 2 6/1..
= 2.78
2. Mida la tensión 7o p-p sin distorsión! esto incrementando la amplitud de la señal de entrada 7i. V p#p $in &i$tr$i7n 2 ./3.. F. 7erifiAue si el amplificador mantiene la forma de onda en la salida austando la frecuencia del generador de señales! gradualmente desde 4> 8asta (( 4>. 3. uste nuevamente el generador de señales como en el paso '! e inclu"a en el circuito amplificador el condensador %/ de desacoplo Grefuer>oH o de paso G(( u5H en paralelo con *e " verifiAue su influencia en la ganancia de tensión A- 2 40.
Repit( )$ p($$ " ( 8 &e) experiment " reemp)(9(n& e) tr(n$i$tr 6N8:0; pr e) tr(n$i$tr 6N8:04 < )( *'ente p$iti-( pr )( *'ente ne=(ti-( &e #"6V! S) mi&( )( =(n(n+i( &e ten$i7n A-!
A-2./.:
6
NOTA> En el informe de9erá incluir para el experimento una ta9la comparando valoresC teóricos! simulados " prácticos seg=n el modelo siguiente.
PARÁMETRO
V()r Te7ri+
V()r Pr?+ti+
V()r Sim')(&
-( -3 F63!1 3!3/2
-3!(F1(F -F!6232 '(63!2 3!63
-0!'266 -3!6''F' '(!/2 3!1
2
Experiment N! 6!# Di$e% &e 'n (mp)i*i+(&r C)e+tr Cm,n @Emi$r Se='i&r Diseñe el amplificador con la configuración de colector com=n polari>ado por división de tensiones usando el transistor '/0(1 con 7cc ? ' 7.! * @ ? * E ? 1F( o8m de manera Aue los valores de *! *' cumplan con máxima variación simétrica en la salida " ganancia de corriente i ? (. El diseño se reali>ará con el 9eta medido con el tester.
F
,na ve> diseñado el circuito realice las siguientes tareasC . mplemente el circuito amplificador en la 8oa de tra9ao de )*+TE,$ " conecte el osciloscopio " generador de funciones! tal como se indica.
'. uste el generador de funciones para producir una señal sinusoidal de amplitud 7 pico " de frecuencia 4>. /. Mida con el osciloscopio la ganancia de tensión del circuito A-20/:..1! comparando la señal de salida 7o con la de entrada 7i.
3
1. Mida con el amper#metro la corriente de entrada " la corriente en la carga! " calcule la ganancia de corriente i mediante o;i. Ai 2"0/;.. 6. %alcule la impedancia de entrada con valores medidos de 7i e i! 5i230";/6. Vi 354 Zi 5014,2 0.0706 Ii =
=
=
2. Mida la tensión 7o p-p sin distorsión! esto incrementando la amplitud de la señal de entrada 7i. p#p $!& 2. . F. 7erifiAue si el amplificador mantiene la forma de onda en la salida austando la frecuencia del generador de señales! gradualmente desde 4> 8asta (( 4>.
V
Repit( )$ p($$ " ( 8 &e) experiment 6 reemp)(9(n& e) tr(n$i$tr 6N8:0; pr e) tr(n$i$tr 6N8:04 < )( *'ente p$iti-( pr )( *'ente ne=(ti-( &e #"6V! S) mi&( )( =(n(n+i( &e ten$i7n A-! A-20/:.3:
0
PARÁMETRO
V()r Te7ri+
V()r Sim')(&
(!00/6 ( 1F/(!2 F!'
(!033F (!13' 6(1!' 3
Experiment N! 8!# Di$e% &e 'n (mp)i*i+(&r B($e Cm,n Diseñe el amplificador con la configuración de 9ase com=n polari>ado por división de tensión usando el transistor BJT '/0(1 con 7cc ? ' 7.! * @ ? *c ? 4 o8m! * E ? //( o8m de manera Aue los valores de *! *' cumplan con máxima variación simétrica en la salida " tenga una ganancia de tensión v ? (. El diseño se reali>ará con el 9eta medido con el tester.
(
'
/
. mplemente el circuito amplificador en la 8oa de tra9ao de )*+TE,$ " conecte el osciloscopio " generador de funciones! tal como se indica.
'. uste el generador de funciones para producir una señal sinusoidal de amplitud 7 pico " de frecuencia 4>.
1
/. Mida con el osciloscopio la ganancia de tensión del circuito v comparando la señal de salida 7o con la de entrada 7i! v? 2.''F'F.
6
1. Mida con el amper#metro la corriente de entrada en ca " la corriente en la carga en ca! " calcule la ganancia de corriente i mediante o;i. i ?(.1622//.
2
6. %alcule la impedancia de entrada con valores medidos de 7i e i! Ii?'3.(2'. Zi =
Vi Ii
0.11 =
3.92∗10
−3
= 28.0612
2. Mida la tensión 7o p-p sin distorsión! esto incrementando la amplitud de la señal de entrada 7i Ggenerador de funcionesH. 7o p-p sin distorsión ?1.0. Vo p − p =2∗2.45 =4.9 F. 7erifiAue si el amplificador mantiene la forma de onda en la salida austando la frecuencia del generador de señales! gradualmente desde 4> 8asta (( 4>.
Repit( )$ p($$ " ( 8 &e) experiment 8 reemp)(9(n& e) tr(n$i$tr 6N8:0; pr e) tr(n$i$tr 6N8:04 < )( *'ente p$iti-( pr )( *'ente ne=(ti-( &e #"6V! S) mi&( )( =(n(n+i( &e ten$i7n A-! A-2"6!484;
F
NOTA> En el informe de9erá incluir para los experimentos simulados ' " / una ta9la comparando valoresC teóricos " simulados seg=n el modelo siguiente.
3
PARÁMETRO
V()r Te7ri+
V()r Sim')(&
( (.1/1' 1/.1' 6
2.'F'F'F (.1622// '3.(2' 1.0
CUESTIONARIO:
1.
¿Qué cuidados se deben tener en cuenta para medir correctamente la ganancia de tensión en el osciloscopio?
Un osciloscopio es un instrumento disponible para el ensayo de los circuitos, ya que le permite ver las señales en diferentes puntos del circuito. a me!or manera de investigar un sistema electrónico es monitorear las señales en la entrada y salida de cada bloque de sistema, comprobando que cada bloque est" funcionando como se espera y est" correctamente unida a la siguiente. #on este instrumento se pueden encontrar y corregir fallas con rapide$ y precisión. as pequeñas diferencias pueden surgir si no se %a a!ustado la tensión de alimentación a e&actamente 1' ( y también porque las resistencias pueden no tener precisamente sus valores marcados. )ecuerde, las resistencias se fabrican con una tolerancia, usualmente * +, por lo que sus valores no son e&actas.
'.
¿#ómo se comprueba e&perimentalmente, si el amplificador es inversor o es no inversor?
-egn el e&perimento se pudo comprobar el funcionamiento del transistor bipolar conectado de forma inversor y no inversor, se observó que la polaridad del volta!e de salida depende fundamentalmente de la terminal de entrada en la que se coloca la señal que se quiera amplificar.
/.
¿#u"l es la ra$ón para que los valores medidos de ganancias de volta!e y de corriente sean distintos a los pr"cticos y teóricos?
as diferencias con los valores pr"cticos se debe a que el equipo de medición entrega valores distintos de beta a los prefi!ados por el simulador y las diferencias con los datos teóricos 0atlab2 se debe a que se %i$o uso de valores apro&imados de las resistencias
0
en el laboratorio, para mayor facilidad en lugar de a!ustar un potenciómetro para cada valor.
3.4 5&plique la forma de determinar e&perimentalmente el par"metro (o p4p sin distorsión.
5&perimentalmente se puede determinar el par"metro por observación, midiendo la amplitud de la onda producida por el volta!e de salida en el osciloscopio 6rop-cope. +.4 5n la configuración emisor comn y red de polari$ación por división de tensiones conviene usar el condensador de paso en paralelo con )e?, y si es as7, ¿en que beneficia al circuito amplificador? -7 conviene debido a que su caracter7stica de refor$ador permite al circuito amplificar an m"s la señal con los mismos componentes. 8epende del uso que se le vaya a dar al circuito amplificador.
'(
