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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES LABORATORIO ELECTRÓNICA BÁSICA IFACULTAD DE INGENIERÍA SIGLA: ETN 503INGENIERÍA ELECTRÓNICA GESTIÓN: II/2007.

AUX. DOC. ARIEL AUGUSTO ANZA MORALES PÁGINA 1

AMPLIFICADORES TRANSISTORIZADOS.

1. Lista de materiales1. Transistor NPN / PNP de uso general, según requiera el diseño.

2. Transistor JFET de Canal N / Canal P, según requiera el diseño.

3. Resistencias de acuerdo a los cálculos de polarización a efectuar.

4. Una fuente DC simétrica de +/- 15 [V].

2. Lista de instrumentos a utilizar Multímetro.

Generador de Señales.

Osciloscopio.

3. Objetivos de la práctica a realizarDeterminar los valores de las resistencias para el punto de trabajo elegido para loscircuitos que se ván a diseñar en el pre – informe.

Deducir en el pre – informe las ecuaciones que permitan determinar la ganancia detensión a frecuencias medias, a frecuencias bajas y altas .

Deducir las ecuaciones de la frecuencia de corte inferior y frecuencias de corte superior delos circuitos a diseñar.

Análisis experimental de las configuraciones especiales con transistores en general.Realizaremos un análisis tanto teórico como experimental en la configuración darlington,cascodo y el amplificador diferencial.

Comportamiento de los circuitos frente a la señal de entrada, el diseño de los circuitospara implementarlos posteriormente en el laboratorio, sus variaciones y en general surediseño con valores normalizados.

Realizar la medida de la impedancia de entrada y la impedancia de salida de losamplificadores de tensión, darlington, cascodo y el amplificador diferencial.

Cálculo de los parámetros de los transistores.

Laboratorio

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4. Realización del Pre - informe.1. AMPLIFICADOR CON TRANSISTOR BIPOLAR. Diseñe un amplificador para obtener una

ganancia de voltaje de AV = 100 (sin carga), impedancia de entrada ZIN = 2 [K ],impedancia de salida ZOUT = 5 [K ] .Determine los valores de las resistencias y elija untransistor adecuado.

+

Cb

R11kHz

ViR2

Vcc

RL

+Cc

Rc

+

Ce ReQ1

Luego de normalizar los valores resistivos, determinar :

AMPLIFICACIÓN

a) La modificación del punto de trabajo.

b) La ganancia de tensión AV, ganancia de corriente AI , impedancia de entrada ZI eimpedancia de salida ZO del amplificador.

c) Cargando el amplificador con una resistencia de 3 [K ] repetir los cálculos del inciso(b), hacer lo mismo con una carga de 5.1 [K ].

d) En base a los incisos (b) y (c) dibujar las rectas de carga AC y DC mostrandoclaramente los puntos de operación estático, dinámico y las pendientes de cada recta.

e) La máxima excursión simétrica en la salida y su respectiva entrada Vimax (con y sincarga).

f) El valor de RL para obtener una ganancia de tensión Av = 50.

g) Determinar el valor de RL para obtener una ganancia de corriente A I = 65.

ANÁLISIS EN FRECUENCIA

h) Asumiendo CB = CC = 10 [ F], determinar el valor de CE para fijar el valor de lafrecuencia de corte inferior a f 1 = 100 [Hz] con carga RL = 5.1 [K ].

i) Repetir el inciso (g) para f 1 superior en una década a la frecuencia dada.

j) Determinar el valor de la frecuencia de corte superior f 2, con los valores de C y Cobtenidos de la hoja de característica del transistor en uso.

k) En base a los incisos (h), (i) y (j) construya los diagramas de Bode para VO/Vi correspondientes a los circuitos diseñados, mostrar claramente sus diferencias.

l) Reconfiguré el circuito para la topología Base Común y repita los incisos (b) y (c).

m) Reconfiguré el circuito para la topología Colector Común y repita los incisos (f) y (g).

n) Modifique el circuito para un transistor PNP, reconfigúrelo para base común y repitalos incisos (b) y (f).

Comprobar sus resultados teóricos utilizando un simulador que permita verificar sus cálculos yestablezca parámetros para su implementación en Laboratorio.

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2. AMPLIFICADOR CON TRANSISTOR UNIPOLAR. Diseñe un amplificador con JFET quetenga una ganancia de tensión de AV = -10, una impedancia de entrada de ZI = 100[K ] y unaimpedancia de salida de ZO = 5 [K ]. Para el mismo utilice el siguiente circuito comoreferencia.

+Cg

+Vdd

Rd

R2

1kHz

Vi

R1RL

+

CdRs

+

Cs

Q1

Luego de normalizar los valores resistivos, determinar : AMPLIFICACIÓN

a) La modificación del punto de trabajo.

b) La ganancia de tensión AV, ganancia de corriente AI , impedancia de entrada ZI eimpedancia de salida ZO del amplificador.

c) Cargando el amplificador con resistencias de 3 y 5.1 [K ] repetir los cálculos delinciso (b).

d) En base a los incisos (b) y (c) dibujar las rectas de carga AC y DC mostrandoclaramente los puntos de operación estático, dinámico y las pendientes de cada recta.

e) La máxima excursión simétrica en la salida y su respectiva entrada Vimax (con y sin

carga).f) Determinar el valor de RL para obtener una ganancia de tensión Av = 2.

g) El valor de RL para una ganancia de corriente AI = 100.


h) Asumiendo CD = CG = 10 [ F], determinar el valor de CS para fijar el valor de lafrecuencia de corte inferior a f 1 = 10 [Hz] con carga RL = 5.1 [K ].

i) Repetir el inciso (g) para f 1 superior en una década a la frecuencia dada.

j) Determinar el valor de la frecuencia de corte superior f 2, con los valores de Cgs y Cgdobtenidos de la hoja de característica del transistor en uso.


l) Reconfiguré el circuito para la topología Surtidor Común y repita los incisos (b) y (c).

m) Reconfiguré el circuito en topología Compuerta Común y repita los incisos (f) y (g).

Comprobar sus resultados teóricos utilizando un simulador que permita verificar sus cálculosteóricos y establecer parámetros para su implementación en Laboratorio.

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3. MULTIETAPA CON ACOPLAMIENTO AC. Diseñe el amplificador multietapa acopladocapacitivamente, con las siguiente características: Impedancia de entrada de 2[K ],impedancia de salida 3[K ] y ganancia de tensión a circuito abierto Av = 500.

Cg

+Cd

Q2

+

Cs

+

Cb

10kHz

Vi

Vdd

+

Ce

Q1

Rd

RsRgRL

Re

Rc

R2

R1

Luego de normalizar los valores resistivos de polarización, determinar:

AMPLIFICACIÓN

a) La ganancia de tensión AV, ganancia de corriente AI , impedancia de entrada ZI eimpedancia de salida ZO de cada etapa del amplificador y el de su conjunto.

b) Cargando el amplificador con una resistencia de 3 [K ] repita el inciso (a).

c) Dibujar las rectas de carga AC y DC mostrando los puntos de operación estático,dinámico y las pendientes de cada recta, para las distintas etapas amplificadoras.

d) La máxima excursión simétrica en la salida y su respectiva entrada Vimax (con y sincarga).

e) Determinar el valor de RL para obtener una ganancia Av = 200.

f) Acoplando los amplificadores obtenidos en los puntos 1 y 2, repetir los cálculos delinciso (a) si:

i. La primera etapa es el amplificador con transistor bipolar.

ii. La etapa de salida es el amplificador con transistor bipolar.

g) ¿Que modificación se debe realizar al inciso (f), para que las etapas amplificadorassean alimentadas por una sola fuente de tensión ?.


h) Asumiendo CB = CG = CD = 1 [ F], determinar los valor de CE y CS para fijar el valor dela frecuencia de corte inferior a f 1 = 100 [Hz] con carga RL = 3 [K ].

i) Determinar el valor de la frecuencia de corte superior f 2. j) Determiné la frecuencia de corte inferior del inciso (f) fijando el capacitor de acoplo en

10 [ F].


Comprobar sus resultados teóricos utilizando un simulador que permita verificar sus cálculosteóricos y establecer parámetros para su implementación en Laboratorio.

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5. Realización de Laboratorio.Implementar de forma práctica los circuitos diseñados en el pre – informe, para tal objetivo realizarlas siguientes mediciones:

AMPLIFICACIÓN

Verificar los puntos de operación de cada transistor.Medir la ganancia de tensión con y sin carga, aplicando una señal senoidal adecuada en laentrada.

Medir la impedancia de entrada, reduciendo la ganancia de tensión sin carga a la mitad, conuna resistencia variable en serie con el generador de funciones. El valor ohmico obtenido seconstituye en el dato experimental.

Medir la impedancia salida, reemplazando la impedancia interna del generador en la entrada yexcitando la salida con el mismo, en serie con una resistencia variable. Medir el valor ohmicodespués de obtener señales iguales en el potenciómetro y la salida.

Determinar la máxima excursión simétrica con y sin carga, haciendo variar la entrada hastaobtener puntos de corte y/o saturación en la salida.

Con un carga variable hacer que la ganancia de tensión y/o corriente se fije al valorestablecido en los diferentes puntos del preinforme, seguidamente medir el valor ohmico delpotenciómetro.

RESPUESTA EN FRECUENCIA

Medir la frecuencias de corte superior e inferior, realizando un barrido de frecuencia. Repetir elproceso para las frecuencias de corte inferior asignadas en el preinforme.

6. Informe Final.En el informe final realizar el análisis de todos los puntos realizados en el laboratorio, emitir lasconclusiones correspondientes a cada punto, análisis de errores y gráficas.

Comparar los análisis teóricos abordados en el pre – informe con los obtenidos en laboratorio yen la hoja de datos.

Realice sus comentarios con respecto a estos puntos implementados y emitir observacionesacerca de las experiencias aprendidas. Saque las conclusiones correspondientes a loaprendido en cada uno de los puntos realizados en el laboratorio.

Elaborar el correspondiente informe solo con los puntos implementados en laboratorio pues nose puede emitir conclusiones acerca de aquello que no se ha hecho.

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6. Hoja de datos.Laboratorio___________________________________________________

Tipo(s) de transistor(es): Q1:___________________( =_____________)

Q2:___________________( =_____________)

Punto(s) de Trabajo: Q1(_________;__________) Q2(_________;__________)

AMPLIFICACIÓN SIN CARGA:

___________________________________ ____________________________________

Volt/div____________________ Volt/div____________________

Time/div___________________ Time/div____________________

Ganancia Av:

SIMULADO TEÓRICO EXPERIMENTAL % ERROR

IMPEDANCIAS DE ENTRADA Y SALIDA:


Zi [ ]

Zo [ ]

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AMPLIFICACIÓN CON CARGA:

RL Vim VomGANANCIA DE TENSIÓN Av [ ]


MÁXIMA EXCURSIÓN SIMÉTRICA:

Vomax [ ]


SIN CARGA

RL [ ]

GANANCIA PREFIJADA:

GANANCIAPREFIJADA

RL [ ]


Ai [ ]

Av [ ]

RESPUESTA EN FRECUENCIA:

FRECUENCIA DE CORTE SIMULADO TEÓRICO EXPERIMENTAL % ERROR

INFERIOR f1 [ ]

SUPERIOR f2 [ ]

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