Laboratorio de Electronica Informe 1 Vl

7/28/2019 Laboratorio de Electronica Informe 1 Vl

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Circuito Equivalente de C.C.

Circuito Equivalente de C.A.

Modelo del BJT en Seal Pequea para la configuracin B.C.


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Aplic

ando

LVK

en el puerto de entrada y LCK en el puerto de salida

cbrbeibeb vhihv

cbobefbc vhihi

Estos parmetros quedan definidos bajo las siguientes condiciones:

A) Corto Circuito en la Salida 0cbv y CBQV

eibeb ihv

efbc ihi

0

CBQ

cb

ebib

Vev

vh

i

0

CBQ

cb

cfb

Vev

ih

i

ibh = Impedancia de Entrada con la Salida en Corto

(i = input y b = B.C.)

fbh = Ganancia de Corriente en sentido directo con la salida en corto

(f = forward y b =B.C.)

Estos dos parmetros pueden calcularse a partir del Circuito Equivalente de Seal Pequea del

BJT en E.C. (Circuito simplificado):


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Convirtiendo a Base Comn

bfebie

e

ebib

ih

ih

i

vh

1

1

fe

ieib

h

hh

bfebfe

e

cfb

ih

ih

i

i

h 1

1

fe

fe

fbh

hh

B) Circuito Abierto en la Entrada. 0ei , con EQI

cbrbeb vhv

cbobc vhi

0

EQ

e

ebrb

Icbi

vh

v


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rbh = Ganancia de Voltaje en sentido inverso con la Entrada abierta

(r = reverse b = B.C.)

obh = Admitancia de Salida con la entrada abierta

(o = output b = B.C.)

Estos parmetros pueden ser calculados a partir del modelo de Seal Pequea del BJT

(configuracin de emisor comn) con el circuito completo, esto nos conduce a:

1

fe

oeob

h

hh

re

fe

oeierb h

h

hhh

1

ANALISIS DEL AMPLIFICADOR EN BASE COMUN

Realizando estas aproximaciones el circuito equivalente de CA en seal pequea para el

amplificador, este queda:

a simple

vista

observamos

que la

Impedancia

de entrada,

est dada

por el

paralelo de

hibcon RE:

E ibZi R h

0EQ

e

cob

Icbi

ih

v


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cL Eis c L E

Ri RA hfb

i R R R hib

EJEMPLO NUMERICO DEL ANALISIS DE UN AMPLIFICADOR EN BASE COMUNPara el amplificador que se muestra en la figura, determinar lo siguiente:

KR 181 50Sr

KR 902 KRL 2.1

KRC 8.4 125feh

KRE 2.1 VVCC 12

A) La Impedancia de Entrada y la Impedancia de Salida.

B)L

v

S

vA

V

C) Li

S

iA

i

Suponer en los incisos anteriores que todas las reactancias son despreciables a la frecuencia de la

seal.

D) Calcular el valor mnimo de capacitancia de cada uno de los capacitores para que elamplificador opere con acoplamiento y desacoplamiento aproximndose al ideal, a unafrecuencia de 100Hz.

Solucin.

Circuito Equivalente de C.C.


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Este circuito ya fue analizado previamente y con los mismos valores de resistencia y el mismo tipo

de transistor, por lo tanto:

vV

mAI

CEQ

CQ

6

1

Circuito Equivalente de C.A.

SOLUCION:

a)

Primeramente

nos daremos a

la tarea de encontrar el valor de Zi, se observa que ibE hRZi Pero como vemos en la frmula,

nos falta encontrar primero el valor de h ib para el cual haremos lo siguiente:

Km

mhfeI

Vhie

CQ

T

12.3)125(1

25

76.241125

12.3

1

K

hfe

hiehib

Por lo tanto:


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25.2476.242.1 KhRZi ibE

Ahora bien, sabemos que:

KZoRZo

C 8.4

b) Buscamos ahora el valor para la ganancia de voltaje, a travs de la frmula siguiente:

L

S

C L E ib

v fbs Eib ib

R R R hvA h

v h r R h

4.8 1.2 1.2 25

.99 12.5225 50 1.2 25

L

S

v

v

K K KA

v K

c) La ganancia de corriente la encontramos a travs de la frmula:

( )L

S

C E

i fbC L E ib

i R RA h

i R R R h

Slo hay que sustituir valores y nos lleva al resultado mostrado a continuacin:

4.8 1.2

( 0.99) 0.774.8 1.2 1.2 25

K KAi

K K K

d) Ahora calculamos los valores de los capacitores:

THfRCi

2

1 ; Donde RTH = rs + Zi = 50 + 25 = 75

Por lo tanto:

FCi

22.21)75)(100(2

1

Vamos ahora a encontrar el valor de Co:

THfRCo

2

1 ; Pero ahora RTH = RC + RL= 6K


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Entonces:

FK

Co

265.0)6)(100(2

1

Por ltimo nos resta conocer el valor del capacitor de base, para ello empleamos la misma frmula

que hemos venido usando, pero ahora el valor de RTH cambia a ser:

hieRrshf eRR EBTH 1

Sustituyendo valores:

KKKKRTH 1.612.32.15011252.1

Ahora sustituimos para encontrarCB:

FK

CB

258.0)1.6)(100(2

1

EJEMPLO DE DISEO DE UN AMPLIFICADOR DE SEAL PEQUEA EN CONFIGURACIN BASE COMN.

Propsito de diseo: Disear un amplificador en B.C. como el que se muestra en la fig. A (o bien

fig. B) de tal manera que la ganancia de voltajeBb

cb

V

Vsea de 150.


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Figura A Figura B

Solucin: La fig. Nos sugiere que el transistor deber estar polarizado por divisor de tensin.

Sabemos que la ganancia de voltaje en esta configuracin es:

Pero )1( fbh

O lo que es lo mismo 1fbh

AdemasCQ

Tib

I

Vh

Si elegimos mAICQ 5.0 y que la operacin de trabajo es a temperatura ambiente ( )25mVVT

entonces.

cb C

Teb

CQ

V R

VVI

KmA

mV

I

V

V

VR

CQ

T

eb

cbc 5.7

5.0

25*150*

siendo su valor comercial el mismo valor calculado: KRC 5.7

Si proponemos que el punto de operacin quede a la mitad de la recta de carga de D.C. entonces

de la fig. A, la rama de salida cumple con

RECERCCC VVVV

el punto de operacin a la mitad de esta recta tiene un voltaje colector emisor de

ib

c

fb

eb

cb

h

Rh

V

V


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VVV CCCEQ 62

1

donde CCV se eligi de 12V por lo que CERCCCRE VVVV

entonces CECQCCCRE VIRVV

65.05.712 mAKVVRE

VVRE 25.2

como EQERE IRV

pero EQCQ II

entoncesmA

V

I

VR

CQ

RE

E5.0

25.2

KRE 5.4 , siendo KRE 7.4 su calor comercial ms cercano.

Con los valores de CR y ER las condiciones para colocar el punto de operacin ya estn dadas,

solo falta fijarlas a travs de la red de polarizacin formado por CCV , 1R y 2R .


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Al igual que antes,1

R y2

R se pueden obtener a travs del mismo proceso, ya que el tipo de

polarizacin tambin es por divisor de tensin.

Eligiendo BR para estabilizar con respecto a cambios en

EB RR 10

1

KRB 7.410010

1

KRB 47

cabe sealar que se tom 100 ya que este es un valor tpico para un transistor 2N3904 en el

punto de operacin de mAICQ 5.0 y VVCE 6

Calculando1

R

KK

V

V

RR

CC

BB

B 75.64

12

29.31

47

11

Donde BEEB

CQBB VRR

IV

7.07.4100

475.0

K

KmA


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V29.3

El valor comercial ms cercano para1

R es 62 K

KR 621

para2

R tenemos

KRV

V

R BBB

CC47

29.3

12

2

KR 1712

siendo su valor mas cercano comercial el de KR 1802

En resumen si queremos obtener una ganancia de voltaje igual a 150 para el circuito mostrado

inicialmente, los elementos deben ser:

KR

KR

KR

KR

VV

E

C

CC

7.4

5.7

180

62

12

2

1


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EQUIPOS Y MATERIALES:

Osciloscopio Generador de funciones Fuente de alimentacin 1 Multmetro digital 1 Transistor BC548 6 Resistencias (W) : 2 x 1K, 1.5K, 5.6K, 10K, 22K 3 Condensadores (25V) : 10uF, 22uF y 100uF 1 Potencimetros de 100K 1 Tablero de conexin Alicate


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Calculo en estticaIb =

Ic

= 0.033 mA

Req =Veq VBE VRE

Ib

Req = R1 R2//R1 + R2

Req = 106 K

VRE =1

10Vcc

VRE = 1,2 v

RE =1,2v

5= 0,238 K

RE = 240

RC =Vcc Vc

RC =1 2 6

5= 1,2 k

VRC = 1,2 k

Clculos

1. base comn condivisor de tencin

=

= = = =

DATOS


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Clc ul os en di nmic a:

re =26mV

=

26mV

5.033mA= 5,16

Zi = re RE

Zi re = 5.16

Zo = ro + RE Rc

Av =Vo

=

IE(RC RL)

IEre

Av =Vo

=

(RC RL)

re

50 =(1,2k RL)

5,16

50 =(1,2k RL)

5,16

RL = 500

Ai =RL

re

= 1

Calculo en dinmica

Zo Rc =1.2K


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Amplificador BJT a base comn dos fuentes

=

= = = =

DATOSVCC = VRC Vbc

12v = VRC 5v

VRC = 12v 5v

VRC = 7

RC =7

4= 1.75k

RC = 1,8 k

VEE = VRE Vbe

12v = VRE 0,7v

VRE = 12v 0,7v

VRE = 11,3

RE =11,3

4= 2,82k

RC = 2,7 k

Calculo en esttica


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Clcu lo s en di nmic a:

re = 26mV

= 26mV4mA

= 6,5Zi = re RE

Zi re = 6.5

Zo = ro + RE Rc

Av =Vo

=IE(RC RL)

IEre

Av =Vo

=

(RC RL)

re

50 =(1,8k RL)

6,5

50 =(1,8k RL)

6,5

RL = 470

Ai =RL

re

= 1

Calculo en dinmica

Zo Rc =1,8K


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VERIFICACIONES DE FUNCIONAMIENTO EN EL LABORATORIO

Amplificador a Base comn con divisor de tensin

- Formas de onda: (obtenidas con el osciloscopio del laboratorio):

Vi - Vo

VoppVipp

0

ESCALA:

VIPP: 100mV/div


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Amplificador a Base comn con dos fuentes

- Formas de onda: (obtenidas con el osciloscopio del laboratorio):

Vi Vo

- SimulacionesAmplificador a Base Comn con doble fuente

VoppVipp

0

ESCALA:

VIPP: 100mV/div


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Amplificador a Base con divisor de tension

Q1

2N2222A

R11.8k

R22.7k

U1

DC 1e-009Ohm4.200m A+

-

U2DC 10MOhm 7.513 V

+

-

U3

DC 1e-009Ohm

0.0

25m

A

+ -

C1

10F

XFG1

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

R650

C2

10F

V112 V

V212 V

U4DC 1e-009Ohm4.174m A

+

-

R56.8k


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Conclusiones:

Q1

2N2222A

R11.2k

R3420k

VCC

12V

R2240

R4140k

U1DC 1e-009Ohm2.956m A

+

-

U2

DC 10MOhm3.529 V

+

-

U3

DC 1e-009Ohm

0.0

16m

A

+ -

C1

10F

R51.2k

XFG1

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

C2

10F

R650

U4

DC 10MOhm

1.359 V

+

-

C3100F


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