GUIA Electronica I-2011

UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD NNAACCIIOONNAALL DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍAA

FFAACCUULLTTAADD DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍAA EELLÉÉCCTTRRIICCAA YY EELLEECCTTRRÓÓNNIICCAA

MANUAL DE

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

EE441

2 011

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F. ________________________________________________________________________________________________________

I. OBJETIVO:

Estudio de las características de funcionamiento de los circuitos enclavadores (o fijadores) y dobladores de voltaje.

Estudio de las características de funcionamiento de los circuitos limitador y rectificador monofásico de media onda.

II. MATERIAL Y EQUIPO:

III. PREGUNTAS PARA EL INFORME PREVIO

a. Explicar el funcionamiento del circuito enclavador y limitador de la presente experiencia.

b. Explicar el funcionamiento del doblador del circuito dado.

c. Cuáles son las aplicaciones más usadas del rectificador de media onda?

d. Utilice el software ORCAD / Pspice o Workbench y los datos proporcionados para simular la experiencia y obtenga los datos solicitados.

e. ¿Por qué en el paso 3 la tensión DC es mayor que la tensión pico de entrada?

f. ¿Por qué la tensión DC en el paso 7 es positiva?

g. ¿Qué error hay entre los valores teóricos con los obtenidos mediante el software de simulación?

h. Capture los gráficos de las formas de onda obtenidas en el osciloscopio

i. Para el circuito limitador haga los cálculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar . Ajuste las frecuencias del generador a los valores dados para las experiencias.

j. Simule el circuito limitador y anote las tensiones continuas y formas de onda en cada nudo. k. Simule el circuito rectificador de media onda y anote las tensiones continuas y formas de onda en

cada uno.

IV. PROCEDIMIENTO:

1.- Arme el circuito, Enclavador de Voltaje de la figura 1:

LABORATORIO Nº 1 - CIRCUITOS ELECTRÓNICOS EE 441 13 DE ABRIL

CIRCUITOS ENCLAVADORES, LIMITADORES,

DOBLADORES DE VOLTAJE Y RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

• 02 Diodos 1N4004 • Fuente de alimentación l

• Resistencias de 1K, 10K y 100K 0.5W • Protoboard y cables con bananas varios

• 02 Condensadores de 0.33µF, 50V, sin polaridad.

• 01 Osciloscopio y cables

• 01 juegos de alambres • 01 Generador de funciones y cables



C1

0.33uf

R1100kD1

D1N4004

V1

FREQ = 60HzVAMPL = 2vVOFF = 0

0

VV

Figura 1

2.- Conecte el generador de funciones y aplique una tensión sinusoidal con amplitud de 2 picoV y

frecuencia de 60 Hz. 3.- Con el multímetro, mida la tensión DC y AC en R1( cambiar por una resistencia de 10 K). 4.- Con el osciloscopio, observe la forma de onda en R1, capture la imagen obtenida y mida la

tensión pico y frecuencia en R1- Invierta el diodo y mida la tensión DC en R1 observe la forma de onda.

5.- Arme el circuito doblador de voltaje::

V1

FREQ = 60HzVAMPL = 2vVOFF = 0 D1

D1N4004D2D1N4004

C1

0.33uf

C2

0.33uf0

V

V

Figura 2

6.- Aplique la tensión AC de entrada iV , con el generador, con tensión pico de 2 V y frecuencia de

60 Hz. 7.- Con el multímetro, mida la tensión DC en la salida (V). 8.- Con el osciloscopio, mida la tensión pico en los puntos v del circuito. 9. Arme el siguiente circuito, Limitador de Voltaje:

10. Ajuste la fuente DC variable á 1 Vdc.

11. Aplique la tensión AC sinusoidal de entrada gV , con voltaje pico de 2.5 V y frecuencia de 60 Hz.

12. Con el multímetro, mida la tensión AC en la resistencia R2 (cambiar por una de 10 K)

1Vdc

FREQ = 60HzVAMPL = 2.5VVOFF = 0

R1

1k

R2

100k

0

V

D1

V



13. Con el osciloscopio, mida la tensión en la salida en R2 14. Con el osciloscopio, usando los 2 canales, mida la tensión en la resistencia 1R .

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50msV(R1:2) V(R1:1)

-3.0V

-2.0V

-1.0V

-0.0V

1.0V

2.0V

3.0V

15. Arme el siguiente circuito Rectificador de media onda: D1

V

V1

FREQ = 60HzVAMPL = 2.5VVOFF = 0 R1

1k

0

V

16. Conecte el generador de funciones y aplique una tensión sinusoidal de 2.5 Voltios y frecuencia

de 60 Hz. 17. Con el multímetro, mida la tensión DC en la salida ( R1). 18. Con el multímetro, mida la tensión DC en el diodo D1. 19. Con el osciloscopio mida la tensión en la salida (R1). Anote el voltaje pico, el período y

semiperíodo.

20. Con el osciloscopio, usando los 2 canales, mida la tensión en el diodo ( dV ).

21. Invierta el diodo y repita las mediciones de los pasos 17 al 20.

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50msV(D1:2) V(D1:1)

-3.0V

-2.0V

-1.0V

-0.0V

1.0V

2.0V

3.0V



V. PARA EL INFORME FINAL:

1. Haga una tabla comparando los valores teóricos con los valores experimentales.

2. ¿Por qué en el paso 3, la tensión DC es mayor que la tensión pico de entrada?

3. ¿Por qué la tensión DC, en el paso 7 es positiva?

4. ¿Qué error hay entre los valores obtenidos por simulació n con los experimentales?

5. Haga los gráficos de las formas de onda en los circuitos enclavadores y dobladores de voltaje.

6. Haga una tabla comparando los valores teóricos del circuito limitador y rectificador de media

onda con los valores experimentales.

7. ¿Por qué en el paso 12, la tensión DC es negativa?

8. ¿Por qué la onda de tensión medida con el osciloscopio en 1R tiene esa forma?

9. ¿Por qué en el paso 18, la tensión medida con el multímetro es negativa?

10. ¿Qué sucede en el paso 21 cuando se invierte el diodo 2D ?

11. ¿Qué error hay entre los valores obtenidos por simulació n con los experimentales del circuito

limitador y rectificador de media onda?

12. Haga los gráficos de las formas de onda en el circuito limitador y rectificador de media onda.

13. Indique sus observaciones y conclusiones.

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40msV(D1:1)

-2.0V

-1.6V

-1.2V

-0.8V

-0.4V

0V

0.4V



LABORATORIO Nº 2 - CIRCUITOS ELECTRÓNICOS EE 44 1

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON TOMA CENTRAL Y FILTRO CON CAPACIDAD Y FILTRO LC – 20 DE ABRIL

I. OBJETIVO

• Determinar las características de funcionamiento del circuito rectificador monofásico de onda completa con toma central.

• Estudio de las características de funcionamiento del circuito rectificador monofásico de onda completa con filtro con capacidad..

• Determinar las características de funcionamiento del filtro L-C con circuito rectificador monofásico de onda completa con toma central.

II. PREGUNTAS PARA EL INFORME PREVIO

1. Cuáles son las características principales de los rectificadores y los filtros? 2. Cuál es la diferencia entre un rectificador de media onda y un rectificador de onda completa con

toma central, compare también con un rectificador tipo puente. 3. Haga los cálculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensión y

frecuencia del generador a los valores de la experiencia. 4. Simule el circuito rectificador de onda completa y anote las tensiones continuas y forma de onda

en la carga.

5. Cuál es la función de SR ?

6. Observe las formas de onda en la unión de los diodos y compárelas con las que entrega el transformador.

7. Simule invirtiendo los diodos y repita los pasos 3 y 4. 8. Simule el circuito rectificador de onda completa más filtro por capacidad y anote las tensiones y

corrientes que se piden en el experimento. 9. En el simulador observe las formas de onda en los diodos y compárelas con las que entrega el

transformador. 10. Observe la forma de onda y anote la tensión que entrega el secundario del transformador. 11. Simule el circuito rectificador de onda completa y filtro LC y anote las tensiones y corrientes que se

piden en el experimento. 12. Observe las formas de onda en los diodos y compárelas con las que entrega el transformador. 13. Determine un método, para hallar la inductancia que presenta la bobina usada en la practica 14. Cuál es la importancia del diodo D3.

III. MATERIAL Y EQUIPO: − 04 Diodos 1N4004 − 01 Osciloscopio − 03 Resistencias de 1.8Ω, 2W − 01 Multímetro analógico y digital − 01 Resistencia de 1 KΩ, 2.2KΩ y 220Ω 0.5W − 03 puntas de prueba − 01 Transformador de 220 ACV a 12-0-12 ACV − 01 protoboard ; una bobina (tablero del

laboratorio. − 01 Condensador electrolítico 1000uf,25V − 01 Transformador de 220 ACV á 15-0-15 ACV

IV. PROCEDIMIENTO:

1.- Arme el circuito rectificador de onda completa con toma central de la fig.1:

2.- Verifique que el enchufe para 220 ACV estén en buenas condiciones.



3.- Conecte los 220 ACV a la toma y aplique la tensión AC de entrada.

4.- Con el multímetro, mida la tensión DC en la salida (0LV ).

5.- Con el multímetro, mida la tensión eficaz en la salida ( LefV ).

6.- Con el multímetro, mida la tensión eficaz en los secundarios del transformador.

V

R22.2k

Lp

Ls 1

Ls 2

TX1

V-

R1

1.8

D2

D1N4004

D1

D1N4004

V1

FREQ = 60HzVAMPL = 220VVOFF = 0

0

V

0

V+

Figura 1

7.- Con el multímetro en DC, mida la tensión en cada diodo. Ponga el terminal positivo en el ánodo. 8.- Mida la tensión DC, en un diodo. 9.- Mida la corriente promedio en la carga.

10.- Con el osciloscopio, mida la forma de onda de tensión en la salida, (0LV ). Dibuje la forma de

onda anotando los valores pico y los tiempos.

11.- Con el osciloscopio, mida la forma de onda de tensión en cada diodo. Dibuje la forma de onda anotando los valores pico y los tiempos.

12.- Invierta los diodos como se muestra en la fig.2: 13.- Repita los pasos del 4 al 6.

Figura 2

12Vac

RLLV

12Vac

+

220Vac, 60Hz

D1

-2.2K

D2

Lp

Ls 1

Ls 2

TRANSFORMADOR



Forma de ondas en la entrada, en el diodo y en la carga RL=2.2KΩ

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50msV(D1:1)

-20V

0V

20VV(D1:1,R2:2)

-40V

-20V

0V

20V

SEL>>

V(R2:2)-10V

0V

10V

20V

14.- Arme circuito rectificador con filtro por capacidad:

V

1.8

V1

FREQ = 60hZVAMPL = 220vVOFF = 0

2.2k

-

D1

L

1.8

+V

C11000uf

Rs2

0

D2

Rs3

1.8

0L p

L s 1

L s 2

0

V

Rs1

15.- Conecte los 220 ACV al primario del transformador.

16.- Con el multímetro, mida la tensión DC en la salida ( LV ), la tensión eficaz en la salida ( rmsLV ) y la

tensión eficaz en el secundario del transformador. 17.- Mida la tensión DC y AC en la carga.

18.- Con el osciloscopio en DC, mida la tensión en cada diodo (Ayuda: Mida las tensiones en 1SR y

2SR usando los dos canales del osciloscopio). Anote los valores pico y los tiempos.

19.- Con el osciloscopio, observe y capture la forma de onda en cada diodo y la tensión en la salida, ( LV ). Dibuje la forma de onda anotando los valores pico.

20.- Con el multímetro, mida la tensión en la 3SR . Dibuje la forma de onda anotando los valores pico

y los tiempos.



Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40msV(TX1:4)

-20V

-10V

0V

10V

20VV(D1:2)

0V

4V

8V

12V

SEL>>

Formas de señal en el secundario y en la carga

21.- Armar el circuito con filtro LC, como en la fig. 3:

V1


V

C1100uf

0

0

Lbreak

L1

225mH

R2

220

Value = 1K31

2

0

D1

D1N4004

Lp

Ls 1

Ls 2

0

D2

D1N4004

D3

D1N4004R1

1.8

V

Fig. 3

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50ms 55ms 60ms 65ms 70msV(TX1:1)

-400V

-200V

0V

200V

400V

SEL>>

V(L1:2)-100pV

0V

100pV

200pV

Formas de señal en el secundario y en la carga



22. Conecte los 220 ACV al primario del transformador de 12-0-12.

23. Coloque el potenciómetro P en 0Ω. 24. Con el multímetro, mida la tensión DC en la salida ( LV ).

25. Con el multímetro, mida la tensión eficaz en la salida ( rmsLV ).

26. Con el osciloscopio, observe la forma de onda de la tensión en la salida, ( LV ), anotar los valores

pico y los tiempos de esta onda. 27. Con el multímetro, mida la tensión que entrega el transformador. Dibuje o capture la forma de

onda anotando los valores pico y los tiempos. 28. Con el osciloscopio, vea la forma de onda que entrega el rectificador y el filtro. Variando el

potenciómetro P, determine la inductancia.


a. Haga una tabla comparando los valores obtenidos por simulació n con los valores experimentales de todos los circuitos.

b. ¿Qué porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los teóricos? ¿Cómo los explica?

c. En el rectificador de onda completa con toma central, presente la forma de onda de la carga.

d. ¿Cuánto es la máxima tensión inversa que soportan los diodos en cada uno de los filtros?

e. ¿Por qué al medir la tensión continua en el diodo, resulta negativa?

f. ¿Qué sucede cuando se invierten los diodos?

g. En el circuito dado se puede retirar el SR , que implicancias habría?

h. ¿Qué relación hay entre la corriente promedio en un diodo y la corriente promedio en la carga?

i. ¿Por qué en el rectificador de onda completa con toma central no se debe invertir sólo un diodo?

j. ¿Por qué no es conveniente usar este circuito con alta corriente?

k. Determine Potencia en carga, Potencia en Diodos y Potencia del sistema.

l. Grafique las ondas de voltaje y corriente, si el filtro es inductivo ( R-L).

m. ¿En el rectificador de onda completa con filtro por capacidad, cuánto es la corriente pico que circula por el condensador. Dibuje la forma de onda en la carga.

n. Que se observa en el paso 23 y cómo lo explica?

o. Determine: Tensión de rizado (Vr) y Factor de rizado(r%).

p. En el filtro LC dibuje la forma de onda en la carga, que se observa en el paso 31?

q. ¿Por qué en el circuito LC no se debe invertir solo uno de los diodos?

r. ¿El circuito LC puede resonar con algún armónico? Explique las consecuencias de esta situación. Determine: Tensión de rizado (Vr) y Factor de rizado(r%).




REGULADORES DE VOLTAJE DISCRETOS e INTEGRADOS - 27 DE ABRIL

I. OBJETIVO

• Analizar y experimentar los diversos reguladores de voltaje. • Adquirir destreza en el manejo de los equipos, efectuando mediciones del voltaje de entrada

salida. • Reconocer un regulador y conocer sus características mediante el análisis de los márgenes del

voltaje de rizado en reguladores serie. • Adquirir destreza en el uso del manual o data sheet para reconocer los terminales de los

reguladores y operacionales.

II. PREGUNTAS PARA EL INFORME PREVIO

1. Buscar en los manuales y detallar la información de los transistores de potencia usados en reguladores de voltaje.

2. Simular mediante el software ORCAD, Pspice o Workbench y analizar el circuito básico de regulador serie.

3. Simular mediante el software ORCAD, Pspice o Workbench y analizar el circuito regulador serie con operacional.

III. MATERIAL Y EQUIPO:

− 01 Transistor de potencia NPN y 01 Opamp LM

741 o uA 741. − 03 Fuentes DC

− Resistencias de 1KΩ, 3.3KΩ, 20KΩ, 100KΩ − 01 Protoboard − Condensadoress 47uf, 2x10uf y 100uf − 01 Multímetro − 01 Osciloscopio − 01 Diodo Zener D1N746, 350Ω

PROCEDIMIENTO: 1.- Ensamble el circuito de la figura1:

D2

D1N746

C1

100uf

V1

16Vdc

R1

1k

0

Vo

V

R2

20k

0

0

Q1

Q2N2222

0

Figura 1

2.- Calcular el voltaje regulado Vo resultante del circuito de la fig.1. Variando el voltaje de entrada iV

desde de 08 Vdc a 20Vdc. efectuar la medición del voltaje regulado 0V .



iV 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

0V

Time

0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(C1:2)

0V

0.4V

0.8V

1.2V

1.6V

2.0V

2.4V

2.8V

Forma de onda en la carga

3.- Implementar el siguiente circuito:

R4

1k

R7

100k

0

R31k

U1

LM741

+

-

V+

V-

OUT

Q2Q2N2222

C2

50uf

V3

10Vdc

0

RL

20k

0

Vo

R5

2k

0

D4

D1N746

0

V

Vi

00

V5

24v

V2

10Vdc

Forma de onda en la carga

Time

0s 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms 70ms 80ms 90ms 100msV(VO)

0V

1.0V

2.0V

3.0V

4.0V

5.0V



4.- Calcular el voltaje de salida 0V del circuito de la fig.2.

5.- Variando el voltaje de entrada iV desde 10v a 24v medir 0V .

iV 10 12 14 16 18 19 20 21 22 23 24 26 28

0V

6.- Compare el resultado del voltaje teórico obtenido en el paso 4 con las mediciones del paso 5.

INFORME PREVIO:

1.- Cuál es la utilidad dada a un regulador de voltaje? 2.- Cuál es la ventaja de utilizar un regulador y con cuál de los circuitos dados se obtiene mayor

precisión, es decir la señal es más estable? 3.- Buscar en los manuales y detallar la información de los transistores de potencia usados en

reguladores de voltaje. 4.- Analizar el circuito básico de regulador serie. 5.- Analizar el circuito regulador serie con operacional.

INFORME FINAL:

1. Comparar los valores teóricos, por simulación y los obtenidos en la experiencia del voltaje regulado.

2. Explicar el encaminamiento de la señal en ambos circuitos. 3. Qué otros parámetros intervienen en la regulación. 4. Observaciones y conclusiones.




CURVAS DEL TRANSISTOR BIPOLAR - 04 DE MAYO

I. OBJETIVO.-

• Adquirir experiencia en el comportamiento de un transistor bipolar y diferenciar entre un NPN y PNP.

• Conocer las características técnicas y los requerimientos de uso del transistor. • Adquirir destreza en el uso de los equipos y la obtención de las curvas características del

transistor Bipolar. • Adquirir destreza en el manejo de los manuales y obtención de los data sheet de los

dispositivos a usar de Internet


− 01 transistor 2N2222 ó 2N3904 − 01 protoboard

− 01 Resistencia de 100Ω, 0.5W − 01 Fuente DC

− 01 multímetro analógico − 01 Resistencia de 10KΩ, 0.5W

− 01 Potenciómetro lineal de 50KΩ, 0.5W − 01 Multímetro

− 01 Potenciómetro lineal de 500KΩ, 0.5W − 02 puntas de prueba

III. PARA EL INFORME PREVIO:

1.- Realice los cálculos para hallar BI , CI empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar.

2.- Simule los pasos de la guía de laboratorio y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento.

3.- Con los valores obtenidos con el simulador, haga las gráficas de las curvas: CI vs CEV ;

CI vs BI ; β vs CI é BI vs BEV .

IV. PROCEDIMIENTO:

1.- Mida las resistencias y los potenciómetros con el multímetro y anote los valores.

2.- Determine los terminales del transistor con el multímetro o use los manuales y el Data Sheet

obtenida en Internet (Nota: si el multímetro tiene probador de transistores úselo)

3.- Arme el siguiente circuito:



50K

DC = 12V

10k E

100K

500k

CB

IC

IB

Figura 1

4.- Verifique las conexiones con el multímetro, ajuste la fuente a 12 DCV y conéctela al circuito.

5.- La corriente de base ( BI ) obtenida para el informe previo, la puede ajustar con el

potenciómetro de 500KΩ. La corriente de base ( BI ) la puede medir indirectamente con la

tensión en la resistencia de 10KΩ. La tensión de colector-emisor ( CEV ) la puede ajustar con

el potenciómetro de 50KΩ. La corriente de colector ( CI ) la puede medir indirectamente con la

tensión en la resistencia de 100Ω si solo cuenta con un amperímetro. 6.- Para determinar las curvas CI vs CEV , ajuste y mantenga BI en 40µA y llene la siguiente

tabla:

CEV (V) 0.2 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

CI (mA)

Ajuste y mantenga BI en 80µA y llene la siguiente tabla:

CEV (V) 0.2 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

CI (mA)

7.- Curvas CI vs BI : (B

C

I

I=β )

Mantenga CEV = 5V y llene la siguiente tabla:

BI (µA) 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

CI (mA)

β

8.- Curvas BI vs BEV :

Mantenga CEV = 5V y llene la siguiente tabla:

BI (µA) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

CEV (V)



V. INFORME FINAL:

1. Haga una tabla comparando los valores teóricos con los valores experimentales. 2. ¿Qué porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los teóricos? ¿Cómo los

explica?

3. Haga las gráficas de las curvas: CI vs CEV ; CI vs BI ; β vs CI é BI vs BEV . ¿Qué diferencia

observa entre las curvas teóricas y experimentales?.

4. Indique y explique sus observaciones y conclusiones.

Circuito de la figura1 (Curvas del Transistor 2N2222A)

0

I

0

V1

30Vdc

Q1Q2N2222A

I1

1uAdc

Vce

0

R1

100

V(VCE)

0V 2V 4V 6V 8V 10V 12V 14V 16V 18V 20V 22V 24V 26V 28V 30VIC(Q1)

0A

50mA

100mA

150mA

200mA



LABORATORIO Nº 5 - CIRCUITOS ELECTRÓNICOS EE 441

AMPLIFICADOR CON TRANSISTOR BIPOLAR EN BASE COMÚ N – 18 DE MAYO

I. OBJETIVO.-

• Determinar las características del amplificador en base común. • Diferenciar el comportamiento del transistor NPN de base común con las de emisor común. • Adquirir destreza en el uso de los manuales , data sheet y los equipos de medición.


− 01 transistor 2N2222 ó 2N3904 − 01 Osciloscopio

− 02 Resistores de 1KΩ, 0.5W − 01 Multímetro

− 01 Resistor de 5.6KΩ, 0.5W − 03 puntas de prueba

− 01 Resistor de 10KΩ, 0.5W − 01 Generador de funciones

− 01 Resistor de 91KΩ, 0.5W − 02 Condensadores electrolíticos de 10µF, 16V

− 01 Resistor de 15KΩ, 0.5W − 01 Condensadores electrolíticos de 100µF, 16V

− 01 protoboard 01 fuente DC


1. Obtenga el Data Sheet del transistor y determine las características de corte y saturación así como el punto de operación del 2N 2222 y el 2N 3904.

2. Que voltaje AC de entrada puede soportar el transistor 2N 2222 y el 2N 3904

3. Realice las mediciones de tensión y corriente solicitadas mediante el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensión y frecuencia del generador a los valores de la experiencia.

4. Obtenga el gráfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensión vs frecuencia, usando la escala semilogarítmica.

5. Determine la impedancia de entrada a 1KHz.

6. Determine la impedancia de salida a 1KHz.

7. Determine ___,___ ==G

L

G

L

V

V

i

i

IV. PROCEDIMIENTO:

1.- Arme el amplificador en base común de la fig. 1:

2.- Verifique las conexiones, ajuste la fuente a 12 DCV y conéctela al circuito.

3.- Con el multímetro, mida la tensión DC en colector ( CV ), emisor ( EV ) y base ( BV ), respecto a la

referencia. Desconecte la señal.

4.- Usando el osciloscopio, ajuste la tensión del generador para que la señal de entrada ( inV ) mida

120m picoV , con frecuencia 1KHz.

5.- Mida el voltaje de señal de salida ( LV ).

Desconecte la resistencia de carga ( LR ), y mida nuevamente el voltaje de señal de salida.



6.- Mida la relación de fase entre inV y LV usando los dos canales del osciloscopio.

V

V1

12Vdc

V2

FREQ = 1KHzVAMPL = 10mVVOFF = 0

C1

10uf

R1

1k

R3

91k

R4

5.6k

C2

100uf

0

R2

15k

R6

1kV

0

Q3Q2N3904

Figura 1

Time

0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0msV(C2:2)

948.4mV

948.6mV

948.8mV

949.0mV

949.2mVV(R7:2)

-40mV

-20mV

0V

20mV

40mV

SEL>>

Forma de onda en la entrada y en salida (carga)

7.- Varíe la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con inV =10m picoV

f(Hz) 100 500 1K 2K 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 50K

inV ( picoV )

LV ( picoV )

8. Con las mediciones realizadas, ¿Cómo determinaría la impedancia de entrada del circuito ( iZ )?

9. Con las mediciones realizadas, ¿Cómo determinaría la impedancia de entrada del circuito ( 0Z )?




1. En que rango de voltaje de entrada y frecuencia amplifica mas la configuración de base común

dada?


3. ¿Qué porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los teóricos? ¿Cómo los

explica?

4. Dibuje la forma de onda de entrada Vg, inV y de la carga ( LV ).

5. Dibuje el gráfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensión: (in

Lv V

VA = ) vs

frecuencia, usando escala semilogarítmica (Curva de Bode).

6. ¿Qué impedancia de entrada tiene el amplificador?

7. ¿Qué impedancia de salida tiene el amplificador?

8. Calcule y verifique: fL =_ _ _ , fH =_ _ _ , fT =_ _ _

9. Grafique VL vs VG.


AMPLIFICADOR CON TRANSISTOR BIPOLAR EN EMISOR COMÚ N Y COLECTOR COMÚN – 01 DE JUNIO

I. OBJETIVO.-

• Determinar las características del amplificador en emisor común y colector común • Diferenciar el comportamiento del transistor NPN de colector común con las de emisor común. • Adquirir destreza en el manejo de los equipos y el ensamble de los circuitos. • Afianzar el trabajo en equipo asumiendo responsabilidades en el desarrollo de la experiencia.

II. MATERIAL Y EQUIPO

− 01 transistor 2N2222 ó 2N3904 − 02 Condensadores electrolíticos de 10µF, 16V − 01 protoboard − 02 Resistores de 100Ω Y 1KΩ,

0.5W − 01 Resistor de 5.6KΩ, 0.5W − 01 Condensadores electrolíticos de 100µF, 16V

− 01 Multímetro − 01 Resistor de 10KΩ, 0.5W − 01 Resistor de 15KΩ, 0.5W − 01 Generador de funciones − 01 Resistor de 91KΩ, 0.5W − 01 Osciloscopio − 01 Resistor de 100KΩ, 0.5W − 03 puntas de prueba


1. Haga los cálculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensión y frecuencia del generador a los valores de la experiencia.

2. Simule el circuito y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento.



3. Dibuje el gráfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensión vs frecuencia, usando la escala semilogarítmica.

4. Determine la impedancia de entrada a 1KHz. 5. Determine la impedancia de salida a 1KHz.

6. Determine ___,___ ==G

L

G

L

V

V

i

i

IV. PROCEDIMIENTO:

1.- Arme el amplificador en emisor común de la fig.1:

10kL

Z

i

-

5.6k

10uf

o

100k

in C = 100ufG

L

-

C

V

+

1k

+R10uf

i

V15K

0

12VdcB

g

Z

i -

91k

L+

VE

Figura 1

2.- Verifique las conexiones, ajuste la fuente a 12 DCV y conéctela al circuito.

3.- Con el multímetro, mida la tensión DC en colector ( CV ), emisor ( EV ) y base ( BV ), respecto a la

referencia. Desconecte la señal.

4.- Usando el osciloscopio, ajuste la tensión del generador para que la señal de entrada ( inV ) mida


5.- Usando el osciloscopio, mida el voltaje de señal de salida ( LV ).

Desconecte la resistencia de carga ( LR ), y mida nuevamente el voltaje de señal de salida.

6.- Mida la relación de fase entre inV y LV usando los dos canales del osciloscopio.

7.- Varíe la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con inV =10m picoV

f(Hz) 100 500 1K 2K 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 50K

inV ( picoV )

LV ( picoV )





Time

0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0msV(V1:+)

-10mV

-5mV

0V

5mV

10mV

SEL>>

V(R3:1)8.345V

8.350V

8.355V

8.360V

8.365V

Forma de onda en la entrada del transistor y en la carga RL=10k

12. Retire el Condensador de 100uf del emisor y repita todos los pasos anteriores.

C3

10uf

0

V

R2

15k

91k

R1

R6

100k

R3

5.6k

R5

10k

V2

12Vdc

V1


R41k

R8500

C1

10uf

V

0

Q1

Q2N3904

Forma de onda en la entrada del transistor y en la carga RL=10k

Time


-10mV

-5mV

0V

5mV

10mV

SEL>>

V(R3:1)8.350V

8.352V

8.354V

8.356V

8.358V



13. Inserte un Condensador de 20pf en bornes B y C del Transistor, llene la tabla del paso 7. 14. Arme el circuito de Colector Común de la fig.2.

15. Verifique las conexiones, ajuste la fuente a 12 DCV y conéctela al circuito.

16. Con el multímetro, mida la tensión DC en colector ( CV ), emisor ( EV ) y base ( BV ), respecto a la

referencia. Desconecte la señal. 17. Usando el osciloscopio, ajuste la tensión del generador para que la señal de entrada ( inV ) mida


18. Usando el osciloscopio, mida el voltaje de señal de salida ( LV ).Desconecte la resistencia de

carga ( LR ) y mida nuevamente el voltaje de señal de salida.

100L

Z

i-

100uf

o

100k

inG

L-

C

V

+

1k

+R

10uf

i

V15K

0

12VdcB

g

Z

i

-

91k

L

+V

E

Fig. 2

19. Mida la relación de fase entre inV y LV usando los dos canales del osciloscopio.

20. Varíe la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con inV =50m picoV

21. Varíe la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con inV =50m picoV

f(Hz) 100 500 1K 2K 5K 10K 15K 20K 25K 30K 35K 50K

inV ( picoV )

LV ( picoV )




1. Haga una tabla comparando los valores teóricos con los valores experimentales. 2. ¿Qué porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los teóricos? ¿Cómo los

explica?

3. Dibuje la forma de onda de entrada ( inV ) y de la carga ( LV ). ¿Qué relación de fases hay entre

ellas?



4. Dibuje el gráfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensión: (in

Lv V

VA = ) vs

frecuencia, usando escala semilogarítmica (Curva de Bode). 5. ¿Qué impedancia de entrada tiene el amplificador?

6. ¿Qué impedancia de salida tiene el amplificador?

7. Calcule y verifique: fL =_ _ _ , fH=_ _ _ , fT =_ _ _

8. Grafique VL vs VG

9. Detalle en que aplicaciones se usan más frecuentemente el amplificador de emisor común y

colector común?

C1

10uf

R1

10k

R2

15k

R3

91K

R4

1k

V1

FREQ = 1KHzVAMPL = 50mVVOFF = 0v

V2

12v

Q1 Q2N2222

0

C3

100uf

R6

100

V

V

Time


-50mV

0V

50mVV(R6:2)

0V

100mV

200mV

300mV

SEL>>

Forma de onda en la carga RL = 100 Ω



C1

10uf

R1

10k

R2

15k

R3

91K

R4

1k

V1

FREQ = 1KHzVAMPL = 50mVVOFF = 0v

V2

12v

Q1 Q2N2222

0

V

V

Time


-50mV

0V

50mVV(Q1:e)

100mV

200mV

300mV

400mV

SEL>>

Forma de onda en la salida sin carga




TRANSISTORES BIPOLARES EN CORTE Y SATURACIÓN – 15 JUNIO

I. OBJETIVO

• Determinar las características de los transistores bipolares. • Determinar las operaciones de corte y saturación de los transistores. • Identificar las rectas de carga y punto de operación

II. MATERIAL Y EQUIPO


1. Haga los cálculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensión y

frecuencia del generador a los valores de la experiencia.

2. Simule el circuito y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento.

3. Dibuje el gráfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensión vs frecuencia,

usando la escala semilogarítmica.

4. Determine la impedancia de entrada a 60 Hz.

5. Determine la impedancia de salida a 60 Hz.

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Armar el circuito de la figura 1:

Fig. 1

2. Polarizar el dispositivo y medir CV y BV para completar la siguiente tabla:

− 02 Condensadores electrolíticos de 47µF − 01 Multímetro

− 01 Resistor de 180KΩ, 56KΩ, 22KΩ, 15KΩ,3.3 KΩ,

6.2 KΩ , 2 KΩ , 10 KΩ , 510 KΩ

− 02 Fuentes de Alimentación

− Osciloscopio

− 02 Resistor de 1KΩ − Cables de conexión

− 02 Resistor de 47KΩ − 01 protoboard

− 02 Transistores BJT iguales BC548A

− 02 transistores NPN 2N3904

− 02 Diodos LED

− Un generador de funciones

V1

12Vdc

o

R1

180k

R2

1k

Q1

BC548AV3


V



Vin (V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VC (V)

VB (V)

IC (mA)

IB (uA)

Beta

3. A partir de esta tabla graficar la curva de transferencia de entrada a salida CV vs inV . Si es

necesario, tomar medidas de puntos intermedios. 4. Graficar la curva de transferencia de corrientes ( CI vs BI ) y el beta de las mismas (BETA

vs CI ).

0

V3


0

R1

180kV

0

R2

1k

I

V1

12Vdc

Q1

BC548AV

Formas de onda en la entrada de voltaje y corriente

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50msV(R1:1)

-10V

0V

10V

SEL>>

V(Q1:b)-10V

-5V

0V

5V-I(R1)

-80uA

-40uA

0A

40uA



5. Armar el circuito de la figura 2

R6

56K

Q2

BC548A

R5

1k

R4

1k

R3

47k

V412Vdc

Fig. 2

6. Medir las tensiones CV , EV y BV para trazar la recta de carga del circuito, variando R2.

R2 56K 47K 22K 15K 3.3K

VB (V)

VC (V)

VE (V)

IC (mA)

IB (uA)

Zona

7. Determinar las corrientes y graficar la recta de carga en el plano CI vs CEV del transistor.

Indicar la zona de operación correspondiente.

8. Graficar en un mismo plano las diferentes rectas de carga, a colores, indicando las zonas de operación. Adjuntar las fotocopias de los manuales con los datos de los transistores utilizados.

9. Armar el circuito de la figura 3 y averiguar cual transistor está en corte y cual está en saturación, para ello colocar en Vin una fuente DC y aumentar de 1v en 1v hasta 5, hasta encontrar un cambio en V0. Luego repetir el procedimiento disminuyendo Vin desde 5V, hasta cero.

10. Aplicar una señal Vin senoidal de 0 a 5 voltios a 1 Khz y medir con el osciloscopio 0V .

Dibujar la forma de onda.

IC VC Zona RC = 0 RC = 1K RC = 3.3K



V

0

RC1

6.2k

0

Q4

Q2N3904

0

RB1

10k

Vo

VE

RE

1k

V45Vdc

RB2

510k

RC2

2k

Vin

FREQ = 1KHzVAMPL = 5vVOFF = 0v

V

Q5

Q2N3904

Formas de ondas en la salida y en la entrada

Time

0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0msV(RB1:1)

-5.0V

0V

5.0VV(VO)

3.0V

4.0V

5.0V

6.0V

SEL>>




EL TRANSISTOR UNIPOLAR – FET - 29 JUNIO

I. OBJETIVO.-

• Estudiar las características de polarización de los transistores unipolares de efecto de campo (FET Ó TEC),

• Determinar la operación del FET en señal alterna. • Identificar los terminales, sistema de polarización, impedancia de entrada. • Identificar los niveles de señale del FET sin distorsión


− 01 FET canal N NTE 312 − 01 panel de conexiones

− Resistores de 1KΩ, 2KΩ, 10KΩ, 5.6KΩ, 3.3KΩ, 1MΩ

− 01 Generador de funciones

− Conductores de conexión

− 01 Potenciómetro de 10K

− Capacitores 2x10uf, 47uf (25v) − 01 Multímetro

− 01 Osciloscopio − 02 Fuentes de Alimentación

III. PARA EL INFORME PREVIO

• Realice los cálculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensión y frecuencia del generador a los valores de la experiencia.

• Simule el circuito y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento para ambos circuitos considerando todos los valores resistivos dados.

• Determine el estado de corte y saturación para ambos circuitos.

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Con la ayuda del manual o data sheet reconocer los terminales del FET. Dibujar su esquema de pines y colocar sus datos:

2. Armar el circuito de la figura 1.

RDS =

RGD =

RGS=



R2

1M

V

J1

U312

+

R1

2k

Salida

V212Vdc

V1


Entrada

C2

10uf

G

C1

10uf

C3

47uf

D

R3

1k

SR4

10k -o

Fig. 1

Time

0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0msV(ENTRADA)

-50mV

0V

50mV

SEL>>

V(D)7.33442V

7.33444V

7.33446V

7.33448V

Forma de onda en la carga y en la entrada

3. Polarizar el circuito y medir los terminales del FET con respecto a tierra, evaluando el punto de

operación.

VD = VGS =

VDS = VG =

VS = ID =

4. Repetir el paso anterior para los valores de RD y RS indicados.

RD = 1 K RS = 3.3 K

RD = 3.3 K RD = 5.6K RD = 2 K RD = 5.6 K RD = 1 K

VD

VS



5. Graficar las curvas de transferencia y las rectas de carga en cada caso. Trazar las rectas de polarización y de carga indicando los puntos de operación logrados. Evaluar por extrapolación IDss y Vpo, asi como la transconductancia gm.

6. Aplicar una señal Vi de 50mV, 1Khz senoidal y medir la señal Vo a fin de determinar la ganancia del transistor.

7. Aumentar la amplitud de Vi hasta lograr una deformación de Vo y determinar la máxima amplitud de la salida que se puede obtener sin distorsión.

8. Retirar el condensador C3 y evaluar la ganancia, así como la máxima señal obtenible sin distorsión.


Time

0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0msV(ENTRADA)

-50mV

0V

50mV

SEL>>

V(D)7.334440V

7.334444V

7.334448V

7.334452V

Vo =

iV V

VA 0=

Vo(máx.) sin distorsión = Vi(máx.) =

=VA Vo(máx.) =



9. Armar el circuito de la figura mostrada (fig. 2), dando el punto Q y la ganancia de tensión. Explicando las ventajas y desventajas que se logra.

R1

33k

R3

3.3k

J1U312

C1

0.1uf

C2

10uf

V1


R2

10k

V210Vdc

Fig. 2

V. INFORME FINAL:

1. En una tabla compare los valores teóricos con los valores experimentales. 2. ¿Qué porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los teóricos? ¿Cómo los

explica?

3. Dibuje la forma de onda de entrada ( inV ) y de la carga ( LV ). ¿Qué relación de fases hay entre

ellas? 4. ¿Qué impedancia de entrada tiene el FET? 5. ¿Qué impedancia de salida tiene el FET?



LABORATORIO OPCIONAL - CIRCUITOS ELECTRÓNICOS E E 441

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL – 06 JULIO

I. OBJETIVO

• Estudiar las características de funcionamiento del amplificador diferencial. • Determinar las ventajas o desventajas respecto a las configuraciones anteriores • Demostrar sus conocimientos y aplicarlos en el diseño de un amplificador mas complejo


− 03 transistores 2N2222 ó 2N3904 − 01 Fuente de Alimentación

− 02 puntas de prueba − 01 Resistor de 100Ω, 0.5W − 01 Resistor de 220Ω, 0.5W − 04 Condensadores electrolíticos de

100nF, 16V − 05 Resistor de 1KΩ, 0.5W − 01 Resistor de 4.7KΩ, 0.5W − 01 protoboard − 01 Resistor de 10KΩ, 0.5W − 01 Multímetro − 02 Resistores de 220KΩ, 0.5W − 01 Generador de funciones − 01 Osciloscopio

III. PROCEDIMIENTO:

1. Armar el circuito de la figura 1:

R31k

R11220k

Q12N2222

R61k

R11k

Vi C2

100nf

Q22N2222

+

VCC

R101k

R71k

-

o

R4220

V

Q32N2222

C3

100nf

R8200k

R2100

C1

100nf

R51k

R91k

Figura 1

2. Mediciones en DC, haciendo uso del multímetro: Haga 0=iV y mida la tensión en cada nodo

del circuito.

3. Conecte el osciloscopio a la salida y aplique una señal de entrada ppi mVV −=200 . Anote los

valores pico en la entrada y de las tres formas de salida:

iV = _________ , (max)0V = _________.



4. Con el nivel de iV del paso 3, mida la respuesta en frecuencia del circuito:

(Verificar en cada medición que iV NO VARIE)

6. Mida la relación de fases entre las salidas desbalanceadas en el colector 1 y en el colector 2


Time

20ms 21ms 22ms 23ms 24ms 25ms 26ms 27ms 28ms 29ms 30msV(V1:+)

-10mV

0V

10mVV(C4:2)

-40mV

0V

40mV

SEL>>

IV. PARA EL INFORME PREVIO:

1. Realice los cálculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensión y

frecuencia del generador a los valores de la experiencia.

2. Determine los voltajes continuos en todos los nudos del circuito.

3. Determine los puntos de operación de los transistores.

4. Determine la ganancia de tensión del circuito.

5. Determine la respuesta en frecuencia del circuito.

6. Haga una tabla con todos los valores teóricos obtenidos en la simulación.



2. ¿Por qué las salidas desbalanceadas están desfasadas?

3. ¿Por qué es posible evitar que los transistores se saturen? ¿Qué ventaja tiene ello?

4. Haga el gráfico de la respuesta en frecuencia y determine hasta dónde llega el rango de

frecuencias bajas y dónde empieza el rango de frecuencias altas?

5. ¿Por qué un Opamp usa por lo menos un amplificador diferencial en su diagrama?

6. ¿Cómo determina el CMRR? Explique.

7. Determine la curva de Bode de este amplificador.

8. Haga una lista de sus observaciones y conclusiones.

F (Hz) 10 50 100 200 300 500 1K 2K 3K 5K 6K

0V (Vpico ) 5.

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GUIA Electronica I-2011