Guía 3.

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL.

I. Objetivos: Experimentar las propiedades del amplificador diferencial.

II. Informe previo.

1. ¿Qué características resaltantes ofrece el amplificador diferencial?

La característica principal del amplificador diferencial es la ganancia muy grande cuando se aplican señales opuestas a las entradas, en comparación con la muy pequeña ganancia obtenida con entradas comunes.

El circuito del amplificador diferencial es una conexión de muy grande aceptación y uso en unidades de circuitos integrados.

El amplificador diferencial posee una gran estabilidad e inmunidad a las señales interferentes.

Se puede utilizar este amplificador como un modo inversor (La salida está desfasada 1800 con respecto a la entrada), o modo o modo no inversor (la salida no tiene una desfase con respecto a la entrada), o modo diferencial cuando utiliza los dos modos anteriores.

Se usa este amplificador para amplificar las señales en medios ruidosos, o sea el ruido es atenuado en este amplificador (Modo común, ganancia de voltaje pequeña) y la señal es amplificada (Modo diferencial, ganancia de voltaje es alta)

2. Encontrar los puntos de reposo del amplificador a experimentar.a.

Del circuito de entrada:

V EE=RB IEhfe

+V BE+2RE IE

IE=V EE−V BE

RBhfe

+2REConsiderando que el potenciómetro está en 50% entonces

RE=4.7kΩ+50Ω+0.22kΩ=4.97kΩ

IE=12−0.7

1k100

+2∗4.97k=1.14mA≈ ICQ 1=ICQ 2

Del circuito de salida:V CC=RC I E+V CE+2RE IE−V EEV CE=V CC−IE (RC+2 RE )+V EE

V CE=12−1.14m (7.5k+2∗4.97 k )+12=4.12V=V CE1=V CE2

hie=26mVICQ

∗hfe=2.28kΩ

b. Con una fuente de corriente.

Del circuito:

IE1=I E2=IC 32,V BB=

4.7k4.7k+10k

∗12=3.84V

⟹ IE1=I E2=12 (V EE−V BB−0.7

RE )=0.5∗12−3.84−0.73.9k=0.956mA

Además:

V CC=IC 1 RC+V CE 1−0.7+IC1h fe

∗Ri

V CE 1=V CC−IC 1RC+0.7−IC 1hfe

∗Ri=12−0.956m∗7.5k+0.7−0.956m100

∗1k=5.52V

V CE 1≈V CE 2=5.52V

Resumiendo:

Figura 3.a Figura 3.b(RP=10kΩ)IC 1≈ IC 2(mA ) 1.14 0.956V CE 1≈V CE 2(V ) 4.12 5.52

3. Considerando que V1 y V2 son dos señales de la misma magnitud pero desfasadas una con respecto a la otra 180°, encontrar Ad , Ac , Z i , Z0 ,CMRR.

a.Considerando RE=4.7kΩ+50Ω+0.22kΩ=4.97kΩhie 1=hie2=hie

Sean

∆ v=v2−v1 y vm=v2+v12

⟹v2=vm+∆v2, v1=vm−

∆ v2

Por superposición:

Ganancia en modo diferencial (vm=0¿:

v1=v2=∆ v2

Ad=v0∆ v

=

v0ib2

∗i b2

∆v

v0=−h fei b2∗RC⟹v0ib2

=−hfe∗RC

ib2=(Rg∨¿ Rb)

¿¿Por tanto:

Ad=−h fe∗RC∗(Rg∨¿Rb)

¿¿Reemplazando:

Ad=−10.677

Ganancia en modo común (Δv=0):

v1=v2=vm

Ac=v0vm

=

v 0ib2

∗ib2

vm

v0=−h fei b2∗RC⟹v0ib2

=−hfe∗RCi b2=

vmRg

∗(Rg∨¿Rb)

¿¿¿

Por tanto:

Ac=

−hfe∗Rc∗1Rg

∗(Rg∨¿Rb)

¿¿¿

Reemplazando:

Ac=−0.0715

Del circuito:

Z0=RC=7.5 kΩ

CMRR=AdAc

=10.6770.0715

=149.33

4. ¿Qué ventajas se obtiene al utilizar una fuente de corriente en lugar de la resistencia del emisor?

Sabemos que una fuente de corriente constante posee una alta impedancia con lo que

equivalentemente tendríamos una RE alta. Dado que

Ac=

−hfe∗Rc∗1Rg

∗(Rg∨¿Rb)

¿¿¿

Vemos que al aumentar la resistencia RE la ganancia en modo común disminuye y en consecuencia el CMRR del amplificador crece.

BIBLIOGRAFIA:

Teoría de circuitos y Dispositivos Electrónicos. Boylestad. Diseño Electrónico. J Savant.