DISEÑO DE CIRCUITOS MULTIVIBRADORES ASTABLE.1.- Para el circuito de la figura determinar los parámetros eléctricos de este según
datos: DATOS : Rc1= Rc2= 1,5 k
- C1 y C2= 22
F -Vcc=18v .-
= 95.- VBE = 0,65 v.-
DESARROLLO : 1.- Calculo de IC para ambos transistores en saturación o conducción : IC =
VCC RC RC 1
=
18 1500
⇒ IC = 12 mA. −
2.- Calculo de la corriente IB para ambos ambos transistores en saturación o conducción.conducción.-
IB IB
=
IC IC β
PARA IB IB
=
12 ×10
−3
95
− ASEGURAR
IB =126 µ A. − SE − DEBE − DUPLICAR ⇒ IB LA −CONMUTACIÓ − LA
LA − IB IB . − − LA
N . −
A. − = 252 µ
1
PROF : A. INDA. R.-
3.- Calculo de RB1 = RB2 , aplicando la ecuación de la malla de entrada VCC = ( IB × RB ) + VBE ⇒ DESPEJE − DE − RB ⇒ RB1 = RB2 =
VCC − VBE IB
=
18 − 0,65 −6
252 ×10
RB1 = RB2 = 69 K Ω. −
4.- Calculo de los tiempos de nivel alto y nivel bajo , con la ecuación de la carga y descarga del condensador : t 1 = 0,693 × RB ×C ⇒t 1 = 0,693 ×69 ×10 3 ×22 ×10
−6
⇒t 1 =1Seg . −
El tiempo t2 es idéntico ya que el circuito es simétrico.5.- Calculo del período de la señal cuadrada generada : T = t 1 +t 2 ⇒T = 2 ×t 1 ⇒T = 2Seg . −
6.- Calculo de la frecuencia de la señal cuadrada : f =
1
T
=
1 2
⇒ f = 0,5 Hz . −
7.- Forma de onda generada por el Multivibrador Astable Simétrico en su salida , entre colector y emisor VCE2 , formada por niveles altos y bajos ,y flancos ascendentes y descendentes
2
PROF : A. INDA. R.-
⇒
DISEÑO DE UN MULTIVIBRADOR MONOESTABLE : .- Para el circuito Multivibrador Monoestable o Temporizador de la figura, determinar los parámetros eléctricos de este y el tiempo inestable del pulso de salida : DATOS: Rc1=1 k - Rc2=2 k Vcc= +15v.- VBE = 0,68 v.
- Rb1=220 k
- Rb2= 82 k
.- C= 47
F .-
1=120.-
DESARROLLO: -Se trabaja primero sobre el transistor N°2 que presenta una polarización estable y se determinan los parámetros eléctricos de este, según datos entregados utilizando ecuaciones de malla de entrada y teorema de Thevenin : 1.- Calculo de la corriente de saturación IC2 : IC 2 =
VCC RC 2
=
15 3
2 ×10
⇒ IC 2 = 7,5mA. −
2.- Calculo de la corriente en saturación IB2 se utiliza teorema de thevenin y con este se calcula Rth y Vth :
Rth
=
( RC 1 + Rb 2) × Rb1
(1 + 82) ×103 × 220 ×103 = (1 + 82 + 220 ) ×103 RC 1 + Rb 2 + Rb1
Rb1 Vth = VCC × ( RC 1 + Rb 2 + Rb1)
= 15 ×
220 ×10
⇒ Rth = 60 K Ω. −
3
(1 + 82 + 220 ) ×10 3
3
⇒Vth = 10,9V . −
PROF : A. INDA. R.-
Por tanto la ecuación de la malla de entrada de Q2 será : Vth
= ( IB2 × Rth ) +VBE .− ⇒ SE − DESPEJA − IB 2 ⇒ IB 2 =
Vth −VBE Rth
=
10 ,9 − 0,68 60 ×10
3
IB2 = 170 µ A.,−
A continuación se determinan los parámetros eléctricos del transistor N°1, el cual dará el estado inestable al circuito cuando se aplique un pulso de disparo en la entrada ( negativo en base de Q2 para sacarlo de saturación ).Al entrar en conducción Q1 se presentan los siguientes parámetros eléctricos : 3.-Calculo de IC1 En saturación :
IC 1 =
VCC
=
RC 1
15 1×10
⇒ IC 1 = 15 mA. −
3
4.- Calculo de IB1 en saturación : IB1 =
IC 1 β 1
=
15 ×10
−3
120
A. − SE − DEBE − DUPLICAR ⇒ IB1 =125 µ
A. − ⇒ IB1 = 250 µ
5.- Calculo de Rb por ecuación de malla de entrada :
VCC = ( IB1× Rb ) +VBE . − SE − DESPEJA Rb
− Rb ⇒ Rb =
VCC −VBE IB1
=
15 − 0,68 250 ×10
−6
⇒
= 57 ,3 K Ω. −
6.-Calculo del tiempo inestable del pulso de salida asimétrico: t = 0,693 × Rb ×C ⇒t = 0,693
3
×57 ,3 ×10 ×47 ×10
−6
⇒t =1,86 .Seg . −
7.- Pulso Vo de salida el cual temporiza solo 1,86 segundos:
4
PROF : A. INDA. R.-
⇒
8.-En este tipo de circuito no se puede calcular ni período de la señal ni frecuencia ya que los tiempo estable e inestable no son idénticos ni parecidos , además que el tiempo estable no se puede calcular.9.- Cuando se requiere calcular los valor de Rb1 y Rb2 en la malla de entrada del transistor Q2 , trabajando con las formulas de Rth y Vth se llega a :
R′′ = RC 1 + Rb 2. − R′′ = Rb 2
VCC × Rth Vth
.−
= R′′ − RC 1. −
Rb 1 =
Vth × R′′ VCC −Vth
-Por tanto para el calculo de Rb1 o Rb2 se debe conocer Rth y Vth.-
DISEÑO DE CIRCUITOS DISPARADORES SCHMITT – TRIGGER.-
5
PROF : A. INDA. R.-
.- Para el circuito Schmitt-Trigger de la figura , determinar los parámetros
eléctricos en base a los datos entregados : Condición del circuito Rc1 >> Rc2 DATOS : VCC= 45v.- VBE = 0,70 v.- Via1 = 4,8 v.- Via2 = 6,2 v.- (valores instantáneos de la señal de entrada que provocan cambios en el pulso de salida Vo) RC2 = 1,8 K .- VTH =VCC/ 3.2= 162.-
1.- Calculo de las tensiones en la resistencia de emisor cuando conduce Q2 y cuando conduce Q1, VE1 y VE2.Al aplicar la tensión VCC con señal de entrada Via1 ,se encuentra en saturación Q2 , por tanto se determinan los parámetros eléctricos de Q2 primero.Via 2 =VBE +VE 2 ⇒VE 2 =Via 2 −VBE
⇒VE 2 = 5,5V . −
2.- Calculo de IC2 : VCC
= ( IC 2 × RC 2) + VCE 2 + VE 2 ⇒ EN − SATURACÍÓN
DESPEJANDO
− IC 2 =
VCC − VE 2 RC 2
=
45 − 5,5 1800
− Q2 ⇒ VCE 2 ≈ 0V ⇒
⇒ IC 2 = 21,9mA . −
3 .- Calculo de RE , ya que IC2=IE2 , por tanto :
RE =
VE 2 IC 2
5,5
=
21,9 ×10 6
−3
⇒ RE = 251 .Ω. − PROF : A. INDA. R.-
4.- Calculo de IB2 :
IB 2 =
IC 2
=
21,9 ×10
β 2
162
−3
A. − SE − DUPLICA ⇒ IB 2 = 135 µ
A. − ⇒ IB 2 = 271 µ
5.- Para determinar R1 y R2 se necesita conocer Rth y Vth , por tanto se debe proyectar Re del emisor a la base de Q2 multiplicando su valor por ( β 2 + 1 ) y determinar la ecuación de la malla de entrada :
Vth = IB2 × [ Rth + RE × ( β 2 + 1) ] + VBE . − SE − DESPEJA − Rth ⇒ Rth =
Rth =
[
15 − 251 × (163) × 271 ×10
−6
+ 0,7
−6
6.- El valor será la tercera parte de VCC.-
271 ×10
Vth
Vth − [ RE × ( β 2 + 1) × IB2 + VBE ] IB2
] ⇒ Rth = 11,8. K Ω. − de Vth
=
VCC
=
3
45 3
⇒Vth = 15V : _
7.- Calculo de R1 y R2 : Pero no se conoce RC1 , por tanto se calcula primero la VE1 y IC1, siendo VE1 la tensión en RE debido a la conducción de Q1 : Via 1 = VBE ⇒ IC 1 =
+VE 1 ⇒VE 1 = Via 1 −VBE ⇒VE 1 = 4,8 − 0,7 ⇒VE 1 = 4,1.V . −
VE 1 RE
=
4,1 251
⇒ IC 1 =16 ,3.mA .− ⇒VCC = IC 1 × RC 1 +VCE 1 +VE 1.− ⇒VCE 1 ≈ 0.V . −
-Calculo de RC1 :
RC 1 =
VCC −VE 1 45 − 4,1 = 3 16 ,3 ×10 IC 1 −
7
⇒ RC 1 = 2,5.K Ω. −
PROF : A. INDA. R.-
Por tanto ahora sí se puede determinar R1 y R2 R′′ =
VCC × Rth Vth
=
45 ×11,8 ×10
3
⇒ R′′ = 35 ,4. K Ω.− ⇒ R′′ = RC 1 + R1. − DESPEJANDO
15
R1 = R′′ − RC 1 ⇒ R1 = ( 35 ,4 − 2,5) ×10 3 R 2 =
Vth × R′′ VCC − Vth
=
15 × 35 ,4 ×10 45 −15
⇒ R1 = 32 ,9. K Ω. −
3
⇒ R2 = 17 ,7. K Ω. −
Por tanto se determinan todos estos parámetros eléctricos para generar en la salida del circuito un pulso que presenta dos tensiones de disparo :
V1 = VE2 + VCE2.- donde VCE2
0 V.-
V2 = VE1 + VCE2.- donde VCE2
VCC.-
8
PROF : A. INDA. R.-
