Descripción: informe de laboratorio numero 4 de fisica
laboratorio de química orgánica UNMSMDescripción completa
Descripción completa
CURSO: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS LABORATORIO DE ANALISIS Y DISEÑO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS LABORATORIO 4.1
TÍTULO DISEÑO Y ANALISIS DE UN AMPLIFICADOR MONO-ETAPA I.- CAPACIDADES 1.1.- Polariza y construye un circuito amplificador monoetapa basado con un transistor bipolar 1.2.- Mide experimentalmente los parámetros de la ganancia de tensión y corriente, impedancia de entrada y de salida que van a caracterizar la etapa justificando las desviaciones existentes con los valores obtenidos en forma teórica. 1.3.- Construye un circuito amplificador multietapa. 1.4.- Implementa un circuito amplificador cascodo. 1.5.- Implementa un circuito amplificador Darlington. Materiales y equipos: - 2 transistores 2N2222 - 3 transistores BC142 - Resistencias según los circuitos del 1 al 3 - Capacitores según los circuitosdel 1 al 3 - Un generador de funciones - 1 Protoboard - 1 Multímetro - 1 Osciloscopio - 2 fuentes de alimentación de 0 a 30v - Cables telefónicos II.- INFORME PREVIO 1. ANÁLISIS DE UN AMPLIFICADOR MONOETAPA BASADO EN UN TRANSISTOR BIPOLAR A) Determinar el valor de las resistencias del circuito de la figura 11.1 para que la tensión de colector Vc tenga el valor especificado. Comprobar experimentalmente el resultado.
12V
Vs -50/50mV
Rs 600
1uF + Vi
Q1 2N3904 R2
1kHz
Rc 3.3k
Re 330
Vo
+
R1
Ce 1uF
Figura 11.1 Amplificador mono-etapa Haciendo el análisis en DC, se eliminan las fuentes y abren condensadores. Se hace:
( 1+ β ) ℜ≫ Rbb Entonces;
Rbb=
βRe 10
Reemplazando Re=330 Ω, El transistor 2N3904 tiene β=100 Se tiene Rbb=3.3k Ω
Rbb=R 1≪R 2=
R1R2 =3300Ω R 1+ R 2
Asumiendo R1=R2 Entonces R1=R2=1650 Ω B) Determinar teóricamente la ganancia en tensión Av = Vo/Vi y Avs = Vo/ Vs en el rango de frecuencias medias. Comprobar estos valores con Proteus. Verificar experimentalmente estos valores, y compararlos con los obtenidos de forma teórica, justificando, si fuesen necesarios, las desviaciones existentes entre ambos datos. Calculando teóricamente: Dado las condiciones de diseño Ve=Vcc/10 Se calculan Vo=2.23V, Vi=2.96V Entonces: Av=0.7533 Avs=44.6
Calculando experimentalmente: Vo=2.31V Vi=3.04V Vs=53mV Av=0.7598 Avs=43.5849 Debido a los errores presentes en las mediciones, resistencias internas o disponibilidad de materiales se realizan las desviaciones del carácter ideal. En la configuración EC se observa un desfasaje de 180º entre la entrada Vi y la salida Vo. También las medidas experimentales en pequeña señal se deben realizar con tensiones en alterna lo más baja posible. Para obtener el valor de Vs, conecta directamente el generador de señal al osciloscopio.
III. PROCEDIMIENTO 1. Arme en el circuito de la figura 1, 2 y 3. 2. Mida las tensiones y corrientes correspondientes de Vce, Vbe, Ic, Ib de cada Transistor (en DC). 3. Mida con el osciloscopio las tensiones pico-pico, de salida de cada transistor. 4. Anote todo los valores medidos. 5. En forma teórica hallar el punto de operación de los circuitos Darlington y cascada. 6. Para el circuito en cascada, hallar la ganancia de tensión Av. Circuito 1 A.- CONEXIÓN EN CASCADA:
Vcc 24V
C1 10uF
R3 5k
R5 150k
+
C2 10uF
Q2 2N2222 R6 10k
+
Q1 2N2222 R4 1.2k
C4 22uF +
R7 4.7k
R6 22k
R8 1.2k R8 1k
R2 1k
C5 R1 10uF 100k
V1 -305mV/305mV
R2 22k
C1 22uF +
R5 100k
C5 22uF +
R3 4.7k
R7 5k
1kHz
R1 150k
C4 10uF
V1 -100u/100uV
C3 10uF
R9 10k
R2 10k
Figura1 Vpp en la salida de Q1 a 1Khz. = 1.1V Vpp en la salida de Q2 a 1Khz = 1.58V
Ganancia de tensión: 10.459 Ganancia de tensión: 13.442
Ganancia de tensión total: Salida de Q2 y entrada de Q1. Av = 21.9444 Respuesta en frecuencia del amplificador en cascada: Vin
2.181v
1.142v
f Vo Av
100 Hz 6.28 2.879
400 Hz 5.74 5.026
1.129 v 700 H 5.51 4.88
0.305 v 1K 5.18 16.98 3
0.957 v 2k 5.36 5.6
0.689 v 10K 5.59 8.113
0.249 v 100k 4.91 19.71 8
0.015v 1M 0.017 1.133
Graficar la respuesta en frecuencia del amplificador: Circuito 2 B.- CONFIGURACION DARLINGTON, COMO SEGUIDOR EMISIVO:
Vce (V) 0.969
Q1 Vbe (V) Ic (uA) 0.226 228.3
Ib (uA) 7.8
Vce (V) 0.237
Q2 Vbe (V) Ic (uA) 0.096 90.4
Ib (uA) 21
Vcc 20V V1 -100m/100mVC5 22uF +
R1 75k
2N2222 2N2222 R3 100k
1kHz R2 12k
C3 22uF +
+ 100uF C1
R8 15k
Figura 2 Midiendo los valores reales de las resistencias, capacitancias y voltajes: R1=74.2 kΩ R2=11.72 kΩ R3=97.6 kΩ R8=14.9 kΩ R9=10.53 kΩ C1= 100 uF C3=20 uF C5=20 uF Vcc=20.3 V V1=197 mV f=1.003 kHz Dibujar las formas de onda de entrada y salida. Hallar Av. Av= Vsalida/Ventrada Vsalida=1.73V Av= 8.7817
R9 10k
Circuito 3 C.- CONEXIÓN CASCODO
Medir en DC el punto de operación de los transistores BC142. TRANSISTOR Q1 Q2 Q3
Vbe 0.65 0.64 -4.5
Ib 5.7uA 4.7uA 1.1uA
Vce 2.69 9.96 -4.9
Ic 0.69mA 0.61mA 2.8uA
1.- Dibujar las formas de onda en la salida de Q2 y en la resistencia R5: A continuación se observa las gráficas de las salidas de Q2 (color amarillo) y en la resistencia R5 (color celeste)
2. Anotar el voltaje pico a pico de salida. 85mV/-85mV 3. La ganancia de voltaje es: Av= - 52.9411 OBSERVACIONES: • •
Los valores utilizados en los experimentos an sido valores reales medidos con el multímetro. La corriente de base en el circuito 3 toma valores muy bajos cercanos a cero, lo cual indica que el transistor tiene un β muy grande.
CONCLUSIONES: • •
El circuito con dos transistores tiene una ganancia de tensión, lo cual se obtiene experimentalmente con el multímetro. Los circuitos amplificadores multietapa que tienen un arreglo de dos o más transistores tienen un aumento de corriente.
