AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

RESOLUCIÓN DEL EXAMEN

PARCIA

L

UNIVERSIDAD NACIONAL DELCALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICAE. P. INGENIERÍA ELECTRÓNICA

ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRONICOS 2

GRUPO/TURNO: 91G/TARDE

PROFESOR: LUIS LEONCIO FIGUEROA SANTOS

INTEGRANTES: CODIGO:

Santisteban Ruiz Jairo Franco 1223210243 Llerena Calderón Katherine Marisol 1223220553

2015

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL (PARTE 1)

RESOLUCIÓN DEL EXAMEN

PARCIA

L

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FIEE – ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA CIRCUITOS ELECTRONICOS 2 (LABORATORIO)

I.- OBJETIVOS

Verificar el comportamiento de un amplificador Diferencial calculando los valores teóricos y luego verificándolos con los datos medidos.Experimentar con circuitos de aplicación en la determinación de fallas.

II.- FUNDAMENTO TEORICO

CIRCUITO DE AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

El circuito de amplificador diferencial es una conexión muy popular y se utiliza en circuitos integrados. Esta conexión puede describirse considerando al amplificador diferencial básico que se muestra en la figura izquierda. Observe que el circuito tiene dos entradas separadas, dos salidas separadas y que los emisores están conectados juntos. Aunque la mayoría de los circuitos de amplificador diferencial utilizan dos alimentaciones de voltaje separadas, el circuito también puede operarse con una sola alimentación.

Son posibles varias combinaciones de la señal de entrada.

Si se aplica una señal a alguna entrada, estando la otra entrada conectada a tierra, dicha operación se le llama con una sola terminal.

Si se aplican dos señales de entrada de polaridad opuesta, a la operación se le llama de doble terminal.

Si se aplica la misma entrada a ambas entradas, a la operación se le llama de modo común.

En la operación de una sola terminal se aplica una sola señal de entrada. Sin embargo, debido a la conexión de emisor común, la señal de entrada opera en ambos transistores dando como resultado una salida en ambos colectores.

ING. LUIS LEONCIO FIGUEROA SANTOS Pág. 2


En la operación de doble terminal se aplican dos señales de entrada, y la diferencia de las entradas tiene como resultado salidas en ambos colectores, que son la diferencia de las señales aplicadas en ambas entradas.

En la operación en modo común, la señal de entrada común da como resultado señales opuestas en cada colector, cancelándose estas señales, debido a que la señal de salida resultante es cero. Desde un punto de vista práctico, las señales opuestas no se cancelan completamente, pero dan como resultado una señal pequeña.

La característica principal del amplificador diferencial es la gran ganancia cuando se aplican señales opuestas a las entradas, en comparación a la pequeña ganancia resultante de las entradas comunes. La relación de esta ganancia diferencial respecto a la ganancia en modo común se llama rechazo en modo común.

POLARIZACIÓN

Consideremos primero la operación de polarización del circuito de la figura superior. Con entradas de ac que se obtuvieron de fuentes de voltaje, el voltaje de dc en cada entrada está esencialmente conectado a 0 V, como se muestra en la figura izquierda; Con cada voltaje de base a 0V, el voltaje de polarización de emisor común es:

La corriente de polarización del emisor es entonces:

Suponiendo que los transistores están bien pareados (Como sucedería en IC).

Dando como resultado un voltaje de colector de

OPERACIÓN EN AC DEL CIRCUITO

En la figura de la izquierda de conexión de ac del amplificador diferencial; se indica una conexión de ac para un amplificador diferencial. Se aplican señales de entrada separadas cómo y con salidas separadas.

Para analizar en ac el circuito vuelve a dibujarse como en la figura superior de la siguiente hoja. Cada transistor se remplaza por su equivalente en ac.



III.- EQUIPO Y MATERIALES

Un generador de audioDos fuentes de voltaje de ±15 V o una fuente dual de ±15V10 resistencias de 1/2 W: 2x22Ω, 2x100Ω, 2x1.5KΩ, 2x4.7KΩ, 2x10KΩ (al 5% de tolerancia)Dos transistores 2N3904 (o equivalente)Un condensador de 0.47uF /25VUn VOM (Multímetro)Un OsciloscopioUn potenciómetro de 1K

IV.- PROCEDIMIENTO

Corriente de cola y base

Note el par de resistencias reflectoras (22 Ω) en la Fig. 1 han sido incluidas en el experimento para proporcionar la unión entre los transistores discretos. En la Fig. 1 puede asumir que el hFE típico es 200. Calcule aproximadamente la corriente de cola, anotándola en la Tabla 1, también calcule y anote la corriente de base de cada transistor.



Tenemos:

-15V + IB(47K) + VBE + IE(22) + 2IE(1.5K) = 0


Q12N3904

Q2

2N3904

R11.5k

BAT115V

BAT215V

R222

R322

R41.5k

R54.7k

R64.7k

µA+16.0

mA+9.41

mA+4.57

mA+4.84

µA+16.9

Volts+6.83


Arme el circuito de la Fig. 1, mida y anote la corriente de cola.

Usando un VOM como amperímetro mida la corriente de base de cada transistor. Si el VOM utilizado no es lo suficiente sensible para medir corriente en microAmperios, entonces use el Osciloscopio con la entrada en DC para medir el voltaje a través de cada resistencia de base y calcule la corriente de base. Anote sus resultados en la tabla 1.

Corriente de desvió (Offset) y de polarización.

Con los datos calculados en la Tabla 1 calcular los valores de la corriente de desvío y la corriente de polarización de entrada. Anote tus respuestas teóricas en la Tabla 2.

Con los datos teóricos :

II0 = 23.45uA - 23.45uA = 0

Con los datos medidos:

IIB = (23.45uA + 23.45uA)/2 = 23.45uA

Con los datos de las medidas en la tabla 1 calcule los valores de I10 y I1B. Anotando sus respuestas experimentales en la tabla 2

Con los datos teóricos:

II0 = 19.5uA - 16uA = 3.5uA

IIB = (16uA + 19.5uA)/2 = 17.75uA

Voltaje de desvío de salida

En la fig. 2 asumir que la base de Q1 esta aterrizada mediante un alambre desviador (jumper) si ambos transistores son idénticos y todos los componentes tienen los valores indicados entonces el voltaje DC de salida tendrá un valor de aproximadamente +7.85V. Para esta parte del experimento cualquier desviación de

+7.85 es llamada voltaje de desvío de salida y designado por VO(Desvío).




Q12N3904

Q2

2N3904

R122

R222

R31.5k

BAT115v

BAT215v

R41.5k

C10.47uF

51%

RV1

1k

R510k

R610k

µV+0.07

mA+14.1

µA 0.00

mA+14.1

µA+60.8

µA 0.00


Arme el circuito de la Fig. 2 con la base de Q1 aterrizada mediante un alambre desviador. Mida el voltaje DC de salida, anotándolo en la Tabla 3. Así mismo calcule el voltaje de salida de desvío de salida VO(Desvío) y anótelo en la tabla 3.

Retire la aterrización de la base de Q1, ajuste el potenciómetro hasta que el voltaje de salida sea +7.85 V.

Mida el voltaje de base de Q1 y anótelo en la tabla 3 como VIO

DATOS

Tabla 1 (Corriente de Cola y de Base)

Calculado MedidoIT 9.39mA 9mA

IB1 23.45mA 16uAIB2 23.45mA 19.5uA

Tabla 2 (Corrientes de Desvío de entrada y de Polarización)

IIO 0 3.5uAIIB 23.45uA 17.75uA

Tabla 3 (Voltajes de Desvío de Entrada y de Salida)

MedidoVI(desvío) 8.2VVO(desvío) 0.35V



V.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

El circuito formado por un par de transistores bipolares acoplados por emisor o amplificador diferencial, es una poderosa herramienta, en el uso electrónico como comparador de señalesLa característica principal del amplificador diferencial es la gran ganancia cuando se aplican señales opuestas a las entradas, en comparación a la pequeña ganancia resultante de las entradas comunes. La relación de esta ganancia diferencial respecto a la ganancia en modo común se llama rechazo en modo común.Al dejar un valor de frecuencia constante, en el que pueden ser observadas un par de ondas en el osciloscopio iguales, en que el valor de la frecuencia no corte la señal de salida, ambas siempre deben ser iguales y completas para realizar un buen análisis.


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