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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

PRACTICA Nº 6

AMPLIFICADORES MULTIETAPA (2da. Parte)

1. OBJETIVO:

Diseñar e implementar un amplificador multietapa con acoplamiento directo y con

impedancia de entrada.

2. TRABAJO EN EL LABORATORIO:

2.1. Medir los voltajes de polarización de cada etapa del amplificador.

2.2. Medir los voltajes alternos de entrada y salida de cada etapa del amplificador.

2.3. Graficar (a escala) las formas de onda de entrada y salida del amplificador.

3. INFORME:

3.1. Presentar el diagrama esquemático del circuito implementado en el laboratorio, con los

respectivos cambios de haber existido.

Q12N3904

RC1.5k

RE156

RE2430

R26.2k

R133k

CE22uF

CB1

1uF

VCC18V

V1VSINEVA=180mVFREQ=1000hz

Q22N3904

RE31.8k

RL1.8k

CC1

1uF

CC1(-)

Q1(C)

CB1(-)

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3.2. En un cuadro presentar por etapas las mediciones AC y DC realizadas en la práctica y los

valores teóricos calculados en el trabajo preparatorio. Obtener los porcentajes de error

y justificarlos.

|Av|=20 RL=1.8k [Ω ] V ¿=180m [v ] f min=1000[Hz]

V o=3.6[v ]

V ¿=180m [v ] V o1=3.6 [v ] V o=3.6[v ]

Primera Etapa:

|Av|=20 RL=R¿2 V o1=3.6 [v ] f min=1000[Hz]

Mediciones DC

Referencia Valor Calculado [v] Valor Medido [v] Error (%)

VE 2,01 1,99 1,00VC 12,40 11,70 5,65VB 2,71 2,50 7,75VCE 10,4 11,20 7,69VRc 5,62 6,90 22,78VR1 15,30 15,90 3,92VR2 2,71 2,80 3,32VRE1 0.21 0,21 0,00VRE2 1,80 1,85 2,78

A1=20 A2=1

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Mediciones AC

Referencia Valor Calculado [v] Valor Medido [v] Error (%)

VIN 180m 184m 2,22VOUT 3,60 3,76 4,44

Segunda Etapa:

|Av|=1 RL=1.8k [Ω ] V o=3.6[v ] f min=1000[Hz]

Mediciones DC

Referencia Valor Calculado [v] Valor Medido [v] Error (%)

VE 11,70 12,00 2,56VC 18,00 18,01 0,06VB 12,40 11,60 6,45VCE 6,34 6,90 8,83VRE3 11,70 11,90 1,71

Mediciones AC

Referencia Valor Calculado [v] Valor Medido [v] Error (%)

VIN 3,60 3,76 4,44VOUT 3,60 3,76 4,44

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Los errores son causados por el β del transistor debido a que en el diseño se considera un

β, y en el práctica el β real es otro, además también influye la tolerancia de las

resistencias ya que en el mercado lo usual es encontrar resistencias con tolerancias del

20% lo que provoca variaciones en los valores medidos así como también las

aproximaciones aplicadas durante el diseño del amplificador.

Los valores medidos en el laboratorio son cercanos a los valores calculados, ya que en la

primera etapa se hizo un cambio para poder obtener la ganancia requerida modificando

así los valores de voltaje en las resistencias.

Los errores en las mediciones AC son despreciables, ya que ajustamos el circuito para

obtener valores aproximados a los exactos.

3.3. Realizar los cálculos necesarios para determinar la ganancia de voltaje total y por

etapas, compararla con el valor teórico calculado Obtenga el porcentaje de error y

justifique el mismo.

Primera Etapa:

Valor Calculado:

|Av|=20

Valor Medido:

|Av|=V OV ¿

= 3.760.188

|Av|= 3.760.188

=20

Ganancia de Voltaje

Referencia Valor Calculado [v] Valor Medido [v] Error (%)

|Av| 20 20 0,00

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Segunda Etapa:

Valor Calculado:

|Av|=1

Valor Medido:

|Av|=V OV ¿

=3.763.76

|Av|=3.763.76

=1

Ganancia de Voltaje

Referencia Valor Calculado [v] Valor Medido [v] Error (%)

|Av| 1 1 0,00

Ganancia Total:

Valor Calculado:

|Av|=20

Valor Medido:

|Av|=A1∗A 2=1∗20=20

Ganancia de Voltaje

Referencia Valor Calculado [v] Valor Medido [v] Error (%)

|Av| 20 20 0,00

Los valores de ganancia obtenidos en ambas etapas del circuito en el laboratorio son los

valores teóricos calculados, debido a que se realizaron los respectivos cambios para

conseguir la medida adecuada, es por esto que el grado de error en la ganancia total es

nulo.

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3.4. Graficar en hojas de papel milimetrado a escala, las señales de voltaje de entrada y

salida observadas en el osciloscopio, explique las diferencias o semejanzas con las

señales obtenidas en la simulación.

ANEXO 1

Las señales son prácticamente iguales sin embargo difiriendo únicamente por una mínima

diferencia en su amplitud, esta variación depende principalmente de lo mencionado

anteriormente, el β en el diseño, además de la tolerancia en las resistencias.

4. CUESTIONARIO:

4.1. Explicar la diferencia en el diseño de un amplificador multietapa con y sin impedancia

de entrada.

El diseño de un amplificador multietapa sin impedancia de entrada no es necesario tomar

en cuenta Req 1 por lo tanta tampoco R¿ 2 y a su vez podemos asumir Rc 2.

En el diseño de un amplificador multietapa con impedancia de entrada debemos obtener

un valor de Req 1 que cumpla con la impedancia de entrada, para luego calcular R¿ 2 q

cumpla también con la impedancia de entrada, posteriormente calcular Req 2 de la

segunda etapa y al final obtener un Rc 2 que cumpla con la característica de impedancia

de entrada del diseño.

Así al final el diseño de un circuito sin impedancia de entrada es mucho más sencillo que

uno con impedancia de entrada.

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4.2. Indique que otras configuraciones de amplificadores empleando TBJ existen para

obtener una impedancia de entrada alta.

Circuito Darlington

En la figura se indica el circuito Darlington, esta configuración esta compuesta de dos

transistores en cascada. Esta combinación de transistores posee algunas características

especiales que lo hacen ventajoso en ciertas aplicaciones.

Por ejemplo, el circuito tiene alta impedancia de entrada, baja impedancia de salida y alta

ganancia de corriente. Una desventaja del par Darlington es que la corriente de fuga del

primer transistor es amplificada por el segundo.

Si los dos transistores se conectan de la manera mostrada en la figura, los betas de los

transistores se multiplican, formando una combinación que parece un solo transistor de B

alta. El circuito Darlington se puede utilizar en configuraciones EC o SE. La impedancia de

entrada de ambos transistores no es la misma, ya que el punto de operación del primer

transistor es diferente del segundo. Esto se debe a que la carga equivalente en el primer

transistor es B2(RE || RL), mientras que la carga en el segundo transistor es sólo RE || RL.

En la práctica, el primer transistor puede tener un manejo de potencia menor que el

segundo.

La resistencia de entrada del segundo transistor constituye la carga del emisor del primer

transistor.

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Q12N3904

RC4.7k

RE194

RE2748

R211k

R168k

RL2.2k

CE22uF

CC

1uFCB

1uF

VCC20V

V1VSINEVA=180mVFREQ=1000hz

Q22N3904

R3

10k

R410k

C1

1uF

Par Darlington en emisor común (EC)

Ecuaciones del amplificador Darlington EC

Resistencia de entrada Rent = R1 || R2 || (rp1 + b1rp2)

Ganancia de corriente)RR)(r2R||R(

R)R||R(A

LC2121

C2121i b

bb

p

Ganancia de voltaje2e

LCv r2

R||RA

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5. CONCLUSIONES:

Marín Gaviño José

Que los amplificadores multietapa son muy importante ya que con estos se puede distribuir la ganancia del circuito amplificador cuando esta es muy alta (en este laboratorio la ganancia es muy pequeña para realizar multietapa, con una sola etapa bastaría)

La configuración que se pueda elegir, así como el número de etapas para el diseño está a nuestro criterio, es nuestro caso se diseña primero una etapa de emisor común (aquí ya está amplificando toda la ganancia) y a este circuito se acopla con un colector común (que tiene ganancia 1) el cual da el voltaje de la señal de salida

Hay que tener especial cuidado al momento del diseño ya que es en acoplamiento directo, los voltajes de la segunda etapa tienen que ser lo suficientemente grandes para polarizar a la primera etapa (que no falte voltaje para polarizar la primera etapa), también tiene que cumplir con la impedancia de entrada.

Se puede realizar estos diseños con auto elevación para poder facilitar los cálculos

Gómez Tapia Leonardo

Los amplificadores multietapa, son muy útiles debido a que con ellos se puede obtener ganancias muy altas la cual es igual al producto de las ganancias parciales de sus etapas.

Se debe dar valores altos de ganancia en la primera etapa y menores en las siguientes para disminuir la distorsión no lineal o de amplitud.

El acoplamiento directo en los amplificadores multietapa es muy útil en las aplicaciones de muy bajas frecuencias.

Los niveles de DC de una etapa están relacionados con los niveles de DC de las otras etapas.

Uno de los problemas asociados con las redes de acoplamiento directo es la estabilidad.

Cuando se tiene un amplificador multietapa en configuración EC-CC y acoplamiento directo no tenemos independencia del Voltaje de polarización, por lo cual se debe chequear voltajes y corrientes en las dos etapas simultáneamente

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6. Bibliografía

Dispositivos electrónicos, Ing. Antonio Calderón, EPN.

Electrónica fundamental para científicos James J. Brophy

Electrónica Teoría de Circuitos, Boylestad Nashelsky, Prentice-Hall, Octava edición.

Dispositivos Electrónicos, NOVILLO Carlos, Ecuador 2001, Tercera Revisión.

Ing. TRAQUINO SÁNCHEZ, “Circuitos Electrónicos”, EPN, Quito 2004.

http://publico.ing.ues.edu.sv/asignaturas/iel115/capitulo1.pdf

http://www.monografias.com/trabajos14/circuidigital/circuidigital.shtml

http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/1732803/Electr%C3%B3nica-B

%C3%A1sica.html

Simulación y Gráficos: Proteus 7 Professional