PRÁCTICA 1 “AMPLIFICADOR EMISOR COMÚN” OBJETIVOS - Conocer el funcionamiento del circuito amplificador común (con y sin capacitor de desvío), obteniendo sus voltajes y corrientes, así como sus ganancias. Esto servirá para comparar los resultados y entender específicamente para qué nos sirve esta configuración.
INTRODUCCIÓN El amplificador en configuración emisor común es muy utilizado debido a que tiene alta ganancia tanto de corriente como de voltaje. El nombre de emisor común se debe a que el emisor es común a la entrada y salida del circuito. Cuenta con dos capacitores de acoplo que sirven para conectar las etapas anterior y posterior y permitirán que la tensión en la base o colector permanezca estable, actuando como conductores. También cuenta con un capacitor de desacoplo, el cual nos sirve para para que aumente la ganancia en corriente alterna, esto es porque en alterna el capacitor actúa como un corto circuito y hace desaparecer la resistencia Re la cual limita la ganancia de voltaje, aunque sirve para estabilizar la temperatura por las variaciones en la ganancia, ya que se trata de un transistor bipolar, y ésta es muy inestable. También se puede visualizar que las resistencias situadas en la base se encargan de limitar la corriente para que el transistor no quede en saturación, es por eso que se le llama resistencia de polarización, ya que de ella depende el funcionamiento del transistor. Al igual esta configuración se puede observar una resistencia en el colector, la cual sirve para que a la salida se pueda visualizar u obtener una oscilación entre el colector y emisor, la cual constituye la señal de salida. Esta configuración también hace que la señal de entrada se invierta 180°. En ésta práctica podremos obtener los diferentes valores de los voltajes y las corrientes y analizar el circuito, de manera que podamos comprobar que efectivamente la ganancia aumenta con el capacitor de desacoplo, y se podrá visualizar que la señal de entrada se invierte.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Armamos el circuito de la figura 1.1. Con ayuda del generador de funciones medimos los siguientes valores estando Vi apagado.
VC (V)
VE (V)
VCE (V)
IB (µA)
IC (mA)
3.98
0. 8667 V
3.09
42.2
10.74
2. Encendimos Vi y lo ajustamos con una señal senoidal de 250 mVpp y una frecuencia de 1KHz. Aún no conectamos el capacitor Ce y medimos y obtuvimos las señales de entrada y salida Vi y Vs.
Frecuencia = 992.1 Hz Ángulo de Fase= 180°
3. Conectamos el capacitor Ce y medimos al igual las señales de entrada y de salida, con Vi= 250 mV.
Frecuencia = 994.0 Hz Ángulo de fase= 180°
4. Apagamos Vi y sin desconectar Ce medimos y obtuvimos los siguientes valores.
VC (V) 3.98
VE (V)
VCE (V)
IB (µA)
IC (mA)
0. 8667 V
3.09
42.2
10.74
5. Encendimos el voltaje de entrada Vi y lo fuimos aumentando hasta que el voltaje de salida Vs se empezó a distorsionar y obtuvimos la siguiente señal, con su respectiva, frecuencia, amplitud y fase.
Frecuencia= 993.0 Hz Ángulo de fase= 180°
6. Armamos el circuito de la figura 1.2 manteniendo nuestra señal de entrada a 250 mVpp. Ajustamos el potenciómetro para que en el punto A del circuito se obtuviera Vi/2.
7. Desconectamos el potenciómetro y medimos la resistencia, esto sirvió para poder medir la impedancia de entrada del circuito.
8. Armamos el circuito de la figura 1.3 y ajustamos el potenciómetro, para que en el punto B se obtuviera el valor de Vs medido en el punto 2.
9. Desconectamos el potenciómetro y medimos su resistencia, el cual nos daba el valor de la impedancia de salida del circuito.
CUESTIONARIO 1. En base a los resultados de la práctica a) Grafique las líneas de carga de CD y CA del circuito de la figura 1.1 y obtenga el punto de operación.
b) Encuentre la β del transistor La βla podemos encontrar dividiendo las corrientes IC e IB que obtuvimos en las tablas, ya que fue la misma, quedando:
c) Calcule la ganancia de voltaje con y sin capacitor de desvío. La ganancia de voltaje la podemos encontrar únicamente dividiendo los voltajes de salida de las gráficas a las cuales le tomamos foto, entre los voltajes de entrada, por lo cual quedaría: Para ganancia de voltaje con capacitor:
Para ganancia de voltaje sin capacitor:
2. Compare los puntos 2 y 3 de la práctica y comente sus observaciones.
La ganancia de voltaje del punto tres es mayor a la del punto 2, ya que cuenta con el capacitor de desvío, lo que hace el capacitor de desvío es que cuando se encuentra en corriente alterna es que desaparezca RE que es la que limita la ganancia de voltaje, es por eso que la amplificación es mayor en el punto 3. 3. ¿Qué función tiene la resistencia RE en el circuito de la figura 1.1? Explique su respuesta La función que tiene la resistencia RE, es proporcionar estabilidad a las variaciones de temperatura pudiendo llegar a duplicarse, debido a que la ganancia de corriente es muy inestable. La desventaja de poner una resistencia en el emisor, es que limita mucho la ganancia. 4. ¿Qué efecto tiene conectar el capacitor de desvío en el circuito de la figura 1.1? Explique su respuesta. Al incluir el condensador de desacoplo, se mantiene la estabilidad del punto de trabajo (ya que la corriente continua seguirá pasando por RE) pero se aumenta la ganancia de la alterna al comportarse el condensador como un cortocircuito para la señal de alterna, haciendo desaparecer RE. 5. Si R3 no existiera, ¿qué efecto provocaría en el circuito? Si R3 no estuviera en el circuito la corriente sería más grande y el transistor tendría otra operación. 6. Realice una tabla comparativa entre los resultados teóricos anteriormente calculados con los prácticos en CD. Coméntelos.
VC (V) VE (V) VCE (V) IB (µA) IC (mA)
VALORES TEÓRICOS 6.071 0.5752 5.4962 70.151 7.0151
VALORES EXPERIMENTALES 3.98 866.7 3.09 42.2 10.74
Los valores varían mucho pero al igual se cumple que VE + VCE= VC. Las variaciones entres los resultados teóricos y experimentales se deben a que en los resultados teóricos obtuvimos los resultados con una β igual a 100, y en los resultados experimentales podemos comprobar que la β es muy diferente a 100 ya que con los resultados experimentales obtenemos una β igual a 254.50 7. Realice una tabla comparativa entre los resultados teóricos anteriormente calculados con los prácticos en CA. Coméntelos. GANANCIAS
VALORES TEÓRICOS
VALORES EXPERIMENTALES
∆V CON CAPACITOR
-5.40729
11.83
∆V SIN CAPACITOR
-3.0178
4.26
Los valores cambian totalmente, y hay un desfase de 180° lo cual podemos observar por el signo de los valores teóricos, y por las imágenes de los puntos 2 y 3.
