UNI VER SI DAD TÉ TÉ CNICA DE AMBATO AMBATO FACULTAD FACULTAD DE INGENI ER Í A EN SI SI STEMAS, STEMAS, ELE CTRÓNICA CTRÓNICA E INDUSTRI INDUSTRI AL CARRERA CARRERA DE I NGENIE RÍ A INDUST INDUSTRI RI AL MA R ZO 201 20188 – AGOST A GOSTO O 2018 2018 AM B ATO-E CUA DOR
1. PRÁCTICA ELECTRÓNICA DE POTENCIA Nombre: Nombre:
1. Objetivo El objetivo de la práctica se puede hacer uso de MicroCap o Proteus el cual lo pueden obtener en el en el siguiente enlace http://www.spectrum-soft.com/demodown http://www.spectrum-soft.com/demodownnew.shtm, new.shtm, esta vez en su versión de simulador de circuitos analógicos, analizando un conocido montaje: el amplificador amplificador en emisor común común basado en un transistor npn. npn. También podemos utilizer los simuldores de los laboratorios de la Universidad en este caso tenemos el Lab Industrial 1 y 2.
2. Material necesario La práctica se desarrollará en los laboratorios comentados, no siendo necesario ningún material para su desarrollo.
3. Conocimientos previos Para el desarrollo de la práctica, se suponen en el alumno conocimientos básicos del montaje en emisor común, del circuito de polarización básico con 4 resistencias, y del modelo de pequeña señal del mismo.
4. Realización de la práctica Para la realización de la práctica, trabajaremos con el circuito de la figura 1:
Lo primero que se hará será determinar el punto de polarización, para lo que habrá que ejecutar una simulación en modo transitorio, y observar el resultado (Numeric Output) de las tensiones de polarización así como las corrientes básicas. Se comprobará cómo la presencia del circuito de entrada, de salida, y el condensador de 1
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cortocircuito de la resistencia de emisor, no influyen en dicho punto de polarización. Tras esto, se realizará un estudio de la ganancia del amplificador en función de la frecuencia, con los valores del enunciado. Para ello, se hará una simulación AC variando la frecuencia de la onda de entrada entre 100Hz y 100MHz, representando la magnitud (en decibelios) y la fase de la onda de salida. Mediremos tanto la ganancia a frecuencias medias (valor máximo de ganancia del amplificador) como las frecuencias máxima y mínima (cuando la caída respecto al máximo es 3dB). A continuación, se procederá a estudiar la influencia de cada uno de los parámetros del circuito en la ganancia y ancho de banda del amplificador. Para ello, se ejecutarán varias simulaciones en modo AC, variando (stepping) los siguientes parámetros: Valor de Ci, entre 50n y 500n, con pasos de 50n. Valor de R2, entre 10k y 40k, con pasos de 3k. Valor de Ce, entre 50n y 500n, con pasos de 50n Valor del parámetro Bf entre 100 y 300, con pasos de 20 Valor de la capacidad CJC del transistor, entre 10p y 100p, con pasos de 10p •
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Posteriormente, se simulará el circuito en modo transitorio, y se observará qué sucede con la salida al aumentar la amplitud de la onda de entrada, inicialmente a 10mV, hasta 100mV. Calcular la distorsión (en %) producida por el 2º armónico en ambos casos.
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Cuestiones previas Entregar antes del comienzo de la práctica NOMBRE : 1.
Calcular teóricamente el punto de polarización del transistor en el circuito. Para ello, usar el circuito simplificado de la figura. Determinar Vc, Ve, Vb, Ic e Ib, suponiendo que el transistor está en activa (βf =250; VBE=0.65V, Vcc=10V). Escribir las ecuaciones, no sólo el resultado...
2.
Comentar la influencia de los diferentes parámetros del circuito en las magnitudes fundamentales del mismo (aumenta/disminuye la ganancia, aumenta/disminuye la frecuencia inferior de corte, aumenta/disminuye la frecuencia superior de corte, no tiene influencia, cambia el punto de polarización...) Subir R2 Subir Re Subir Ce Subir Ci Subir Co Usar un transistor con un βf distinto •
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3.
Calcular el punto de polarización del circuito suponiendo ahora que βf =0.1. ¿A qué conclusión se llega?
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SIMULADORES DE AYUDA. http://www.docircuits.com/circuit-editor/2162/basic-pnp-transistor
https://www.electronica-pt.com/componentes-eletronicos/transistor-tipos/simulador-transistor
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Resultados de la simulación Guardar para futuras consultas 1. Resultados de la polarización: VBE
VCE
VBC
Ic
2. Gráfica aproximada de ganancia en función de la frecuencia
3. Valores de interés: Av f min
f max
4. Variación de parámetros: a. Variando Ci, varía
entre
y
b. Variando R2,
varía
entre
y
c. Variando CE,
varía
entre
y
d. Variando Bf,
varía
entre
y
e. Variando CJC,
varía
entre
y
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Ib
5. Aspecto de la simulación transitoria cuando la amplitud de la entrada es 0.01v:
6. Aspecto cuando la amplitud de la entrada es 0.1V:
7. Contenido de 2º armónico en ambos casos:
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