UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
INFORME FINAL APELLIDOS Y NOMBRES QUIQUIA RODRÍGUEZ EDGARDO GIOVANNI ZAVALETA GUEVARA LUIS FELIPE
14190043 12190207
ESPINOZA SALOME HUGO
12190039
CURSO: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS II (Laboratorio)
PROFESOR: JEAN CARLOS MALCA F.
TEMA: Respuesta en alta frecuencia de un amplificador de una sola etapa
2016
Introducción El análisis de amplificadores hecho hasta ahora ha estado limitado en un rango de frecuencias, que normalmente permite ignorar los efectos de los elementos capacitivos, considerando únicamente elementos resistivos y fuentes. En este tema se estudia los efectos en frecuencia de los capacitores.
Materiales y equipos
1 transistor 2N2222 Resistores (1/4 W): 56k, 12k, 10k, 1.5k, 0.68k, 1k Condensadores: 2(22uf), 100uf 1 Multimetro digital 1 Generador de señales Osciloscopio Fuente DC
Procedimiento 1. Implementamos el circuito de la figura:
A
B
C
2. Sin aplicar señal medir: VCE= 7.77V ICQ=1.99mA
3. Encontrar la máxima señal de salida sin distorsión. En este punto ajustamos la señal de entrada máxima percatándonos de que la señal de salida no se distorsione. Los valores obtenidos para una señal sin distorsión son: Vip = 6.25mV Vo=0.75V Estos valores fueron obtenidos para una frecuencia media de 100KHz, obteniendo asi una amplificación de voltaje a frecuencias medias, la cual necesitaremos para poder hallar la frecuencia de corte superior (La salida está desfasada 180 grados) . Sabemos:
Av med
Vo Vi
Entonces:
0.75V 6.25mV 120
Av med Av med
Grafica referencial de una señal de entrada y de salida sin distorsión observada en el osciloscopio (Imágenes referenciales) :
Entrada: Amarillo
Av med Si comparamos teórico con la hallada en el laboratorio, veremos que no son tan iguales, una de las causas de esta desigualdad se debe a la Ri, ya que cuando trabajamos teóricamente, ésta no se toma en cuenta; mientras que en laboratorio en esta resistencia la caída de voltaje tiene un valor significativo que se considera.
4. Llenar la siguiente tabla. Note que el punto de corte superior se encuentra a una frecuencia en que Vo es 0.707 de su valor. Ahora encontraremos la frecuencia de corte, variaremos la frecuencia y pondremos atención a la señal de salida ya que cuando esta sea (0.75) (0.707)v=0.53025v, a cierta frecuencia esta será la frecuencia de corte superior. Inicialmente la onda de salida tiene la siguiente forma:
En la tabla tenemos: F(Hz ) Vo( V) Vo/V i (d B)
80 0 0.7 6 41. 6
200 k
300 K
0.7 6
100 k 0.7 5
0.7
0.7
41. 6
41. 5
40. 9
40. 9
1k
700 K 0.5 3
900 K 0.4 6
1.5 M
2.5 M
0.3
0.2
38. 5
37. 3
33. 6
30. 1
3.5 M 0.1 5
5 M 0. 1
27. 6
24
0.0 6
10 M 0.0 4
19. 6
16. 1
7M
Para una frecuencia de 700KHz tenemos una señal de salida de: (2.65) (200m)v=0.53v , podemos observar que a partir de esta frecuencia el valor de la ganancia empieza a caer, pero antes de ella, la ganancia se mantiene en un valor casi constante.
Cuestionario Final: 1. Grafique en el papel semilogaritmico (según la tabla) la ganancia de voltaje (expresada en d B) vs frecuencia.(Grafica realizada en EXCEL)
Av (dB) vs f
Ganancia Av (dB)
45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 -
Vo/Vi
1
100
10000
Frecuencias (Hz)
2. Comentario del grafico
1000000
En el grafico tenemos a ciertas frecuencias medias una ganancia casi constante, pero cuando llegamos a cierta frecuencia (700 KHz) tenemos una caída de ganancia en donde como se ha enunciado en uno de los ítems como sugerencia, el voltaje de salida Vo se reduce a un 0.707 de su valor, a esta frecuencia donde se produce este efecto de caída se le llama frecuencia de corte superior, que es la que ocasionan las capacidades parasitas del transistor, análogo al corte de baja frecuencia que son producidas por los capacitores de acoplo y desacoplo. Des pues de esta caída de ganancia observamos una brusca caída de ganancia conforme aumentamos la frecuencia a partir de la frecuencia de corte superior. A altas frecuencias también existe una alteración del factor de amplificación (β), puesto que hay frecuencias que están en función de la polarización del transistor, y la correcta polarización del transistor nos da un preciso valor del factor de polarización.
3. De acuerdo con el grafico encontrar Fh. En el grafico el punto de corte superior se da aproximadamente para 700KHz, a partir de dicha frecuencia la ganancia empieza a decaer como se observa en la gráfica. Tomando una captura de pantalla para poder señalar el punto:
4. ¿Qué conclusiones obtuvo del experimento?
Cuando se trabaja a altas frecuencias las capacitancias que intervienen en el proceso son las llamadas capacitancias parásitas, las cuales incluyen a las capacitancias por efecto de Miller y las de alambrado. La mejor manera de poder realizar el análisis en alta frecuencia es utilizando el modelo de parámetro hibrido (π), puesto que aparecen los parámetros deseados. Cuando la salida del amplificador cae en 0.707 de su valor en frecuencias medias, observamos que se da a cierta frecuencia y en ese momento ocurre la caída del ancho de banda hasta un valor casi nulo. Cuando el valor de nuestro voltaje de salida es 0.707 del valor de voltaje medido en las frecuencias medias, habremos pasado de frecuencias medias a frecuencias altas; la frecuencia que marca esta diferencia se denomina frecuencia de corte superior.
