Previo Electro(New)
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Laboratorio N°1: Amplificador Multietapa (Informe Previo) Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica U.N.I. Laboratorio de Electrónica II (EE442M) Martinez Flores Michel [email protected] Resumen – Los amplificadores multietapa son circuitos electrónicos formados por varios transistores (BJT o FET), que pueden ser acoplados en forma directa o mediante capacitores. Las configuraciones clásicas son el par Darlington (alta impedancia de entrada e incremento de la ganancia de corriente), el par diferencial (Relación de rechazo en modo común elevada), el amplificador cascode (alta impedancia de salida). Todas estas etapas amplificadoras pueden ser integradas y encapsuladas en un chip semiconductor llamado Circuito Integrado (CI). En el CI las polarización de las etapas se hace usando fuentes de corriente, debido a la mayor facilidad de construcción (a través de transistores). Objetivos – Diseñas, simular, implementar y analizar, la ganancia y respuesta en frecuencia de un amplificador. I. INTRODUCCION Un amplificador se describe como un circuito capaz de procesar las señales de acuerdo a la naturaleza de su aplicación. El amplificador sabrá extraer la información de toda señal, de tal manera que permita mantener o mejorar la prestación del sistema que genera la señal (sensor o transductor usado para la aplicación). Se llama amplificador multietapa a los circuitos o sistemas que tienen múltiples transistores y además pueden ser conectados entre si Zin, Zout o ancho de banda. Las aplicaciones pueden ser tanto de cc. como de ca. II. INFORME PREVIO 1. Detallar las condiciones para los que un bjt y/o fet puede operar en baja frecuencia. Para que un BJT o FET opere a frecuencias bajas debe cumplir ciertas condiciones: Primero: estos dispositivos deben trabajar en su zona linear, lo que quiere decir que deben estar correctamente polarizados. Segundo: La tensión en la juntura base-emisor no deberá exceder los 26mV (constante térmica) para evitar distorsiones en la señal de salida. 2. Fundamente las razones por los que se diseña la ganancia y otros parámetros de un amplificador independiente del hfe , hie , etc., del BJT por ejemplo. Es conveniente que al realizar el diseño de un circuito amplificador, la función de ganancia no sea dependiente de términos como h fe , h ie , etc. , ya que estos términos son variable ante los cambios de temperatura, y en un momento dado podemos obtener valores óptimos de amplificación y luego resultados muy pobres. Es mejor que términos como la ganancia sean funciones constantes dependientes de los resistores, para obtener resultados fiables. 3. Diseñe un circuito amplificador ARGOS 1 bajo las siguientes premisas: - Fuente de operación DC 12v - Elementos activos 2N2222A - Señal de prueba 1kHz 10mv, resistencia 10kΩ - Corrientes ICQ mayores o iguales a 1mA - Frecuencia de corte fi = 100Hz y fs = 5kHz - Ganancia a frecuencias medias ≈ 350 ARGOS 1
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Laboratorio N°1:
Amplificador Multietapa (Informe Previo)
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica U.N.I.
Laboratorio de Electrónica II (EE442M) Martinez Flores Michel
Resumen – Los amplificadores multietapa son circuitos
electrónicos formados por varios transistores (BJT o FET), que
pueden ser acoplados en forma directa o mediante capacitores.
Las configuraciones clásicas son el par Darlington (alta
impedancia de entrada e incremento de la ganancia de corriente),
el par diferencial (Relación de rechazo en modo común elevada), el
amplificador cascode (alta impedancia de salida). Todas estas
etapas amplificadoras pueden ser integradas y encapsuladas en un
chip semiconductor llamado Circuito Integrado (CI). En el CI las
polarización de las etapas se hace usando fuentes de corriente,
debido a la mayor facilidad de construcción (a través de
transistores).
Objetivos – Diseñas, simular, implementar y analizar, la
ganancia y respuesta en frecuencia de un amplificador.
I. INTRODUCCION
Un amplificador se describe como un circuito capaz de
procesar las señales de acuerdo a la naturaleza de su aplicación.
El amplificador sabrá extraer la información de toda señal, de
tal manera que permita mantener o mejorar la prestación del
sistema que genera la señal (sensor o transductor usado para la
aplicación).
Se llama amplificador multietapa a los circuitos o sistemas que
tienen múltiples transistores y además pueden ser conectados
entre si Zin, Zout o ancho de banda. Las aplicaciones pueden
ser tanto de cc. como de ca.
II. INFORME PREVIO
1. Detallar las condiciones para los que un bjt y/o fet puede
operar en baja frecuencia.
Para que un BJT o FET opere a frecuencias bajas debe cumplir
ciertas condiciones:
Primero: estos dispositivos deben trabajar en su zona linear, lo
que quiere decir que deben estar correctamente polarizados.
Segundo: La tensión en la juntura base-emisor no deberá
exceder los 26mV (constante térmica) para evitar distorsiones
en la señal de salida.
2. Fundamente las razones por los que se diseña la
ganancia y otros parámetros de un amplificador
independiente del hfe , hie , etc., del BJT por ejemplo.
Es conveniente que al realizar el diseño de un circuito
amplificador, la función de ganancia no sea dependiente de
términos como hfe , hie, etc. , ya que estos términos son
variable ante los cambios de temperatura, y en un momento
dado podemos obtener valores óptimos de amplificación y
luego resultados muy pobres.
Es mejor que términos como la ganancia sean funciones
constantes dependientes de los resistores, para obtener
resultados fiables.
3. Diseñe un circuito amplificador ARGOS 1 bajo las
siguientes premisas:
- Fuente de operación DC 12v - Elementos activos 2N2222A - Señal de prueba 1kHz 10mv, resistencia 10kΩ - Corrientes ICQ mayores o iguales a 1mA - Frecuencia de corte fi = 100Hz y fs = 5kHz - Ganancia a frecuencias medias ≈ 350
ARGOS 1
4. Simular el circuito y graficar los principales
parámetros del amplificador
Respuesta del Amplificador ARGOS 1 a una onda de
prueba de 1kHz.
5. Comprobar que las junturas Base – Emisor trabajan
en el régimen lineal y de mínima distorsión armónica,
basado en los diagramas de bode del circuito ARGOS
1 obtenidos de la simulación.
Se observa que los transistores están polarizados
linealmente.
6. Presente los diagramas de bode obtenidos de la
simulación.
V2 vs V1:
V6 vs V1:
V7 vs V6:
V9 vs V1:
V12 vs V9:
V15 vs V12:
V16 vs V12:
V16 vs V1:
7. Implementación
Equipo y Material Básico
1 Osciloscopio
1 Generador de Señales
1 Multímetro digital
1 Fuente DC
Lista de Componentes:
Transistores:
Q1, Q2, Q3, Q4 2N2222A
Resistencias
R1, RL 10 KΩ
R2 100 KΩ
R3, R9 68 KΩ
R4, R8 2.2 KΩ
R5, R11 3.9 KΩ
R6, R13 3.3 KΩ
R7, R14 100 Ω
R9 68 KΩ
R10 22 KΩ
R12 1.5 KΩ
R15 680 Ω
Capacitores
C1,C4 0.22 µF
C2,C5 47 µF
C3 0.15 µF
C6 1.8 nF
C7 1.2 nF
8. Bibliografía
[1] Rashid, Muhammad H, “Circuitos Microelectrónicos”,
México D.F. Internacional Thomson Editores , 2000.
[2] Kunst Zurich. Amplificadores diferenciales. [En línea].
http://www.slideshare.net/Volta/tema-7amplificador-diferencial-
presentation
