Respuesta en frecuencia

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Universidad Nacional De Ingeniería. Facultad de Electrotecnia Y Computación. Asignatura: Electrónica Analógica II Contenido Del trabajo: Informe de Laboratorio No. 2 Profesor: Ing. Felipe Paz Campos Estudiantes: Grupo: 3T1-Eo Aula: B-1-3 (Edificio Rigoberto López Pérez) 20 de Mayo 2013

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Comprender el funcionamiento de los transistores es vital para la construccion de amplificadores y como estos actuan al obtener su frecuencia de operacion conocemos la frecuencia a la que le podemos aplicar una se?al de entrada.

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  • Universidad Nacional De Ingeniera. Facultad de Electrotecnia Y Computacin.

    Asignatura:

    Electrnica Analgica II

    Contenido Del trabajo:

    Informe de Laboratorio No. 2

    Profesor:

    Ing. Felipe Paz Campos

    Estudiantes:

    Grupo:

    3T1-Eo

    Aula:

    B-1-3 (Edificio Rigoberto Lpez Prez)

    20 de Mayo

    2013

  • Calculos previos.

    R1: Resistencia interna del generador. Anlisis DC.

    Ic

    IB

    Malla 1.

    Malla 2

    IE

    Vth= 1.818

    1.8+8.2

    RTH= 1.88.2

    1.8+8.2

    Vth= 3.24V.

    RTH= 1.47 K.

  • Aplicando L.K.V Malla 1.

    VTH = RTH * IB + VBE + IE * R5

    IE = 3.240.71.47

    201+0.68

    El punto de operacin del transistor es:

    VCE = 7.38V + IE = 3.69mA.

    Anlisis AC.

    r = ( + 1) re

    r = (201)( 7.04)

    IE = 3.69 mA.

    Aplicando L.K.V Malla 2.

    18V = R6 * IC + VCE + R5 * IE

    VCE = 18V 3.69mA * 2.88K

    VCE = 7.38V.

    rb

    R

    V

    gmV

    +

    V0

    -

    r = 1.419 K.

    re = 26

    re = 26

    3.69

    re = 7.04.

  • gm = 1

    gm = 1

    7.04

    V0 = (- gm * V) (2.2K // 2.2K)

    V0 = (- gm * V) (1.1K)

    ( 1

    .61+

    1

    +

    1

    )Va -

    0.61 -

    = 0

    ( 1

    +

    1

    )V

    = 0

    Va = (1 +

    )V

    (2.54ks + 1

    )( 1 +

    1

    )V

    0.61

    = 0

    V(2.54k + 2.54k

    +

    1

    1

    +

    1

    ) =

    0.61

    V = Vi

    1.97+1.09 ksrb

    = (141.04)(1.1) (

    1

    1.97+1.09)

    = (155.144) (

    1

    1.97+1.09)

    Si rb= 100.

    gm = 141.04mS.

    = .

  • C = C * RTHC

    RTHC = [(610 // RTH) + rb ] // r

    RTHC = [(0.6K)(1.47K)

    1.47+0.6+100] // 1.419K

    FT =

    2(+)

    c =

    2

    C = 141.04

    2360 2

    C = (60.35 PF)( 0.3805K)

    gmV

    +

    V0

    -

    R

    V

    C

    C

    rb

    RTHC = 0.3805K.

    C = 60.35 PF.

    C = 22.96 nS.

  • C = C * RTHC

    V = (0.3805)IP

    IO = IP + gmV

    1.1= + (0.3805)

    1.1

    (0.3805)

    1.1= + (49.409)

    1.1= 03459 + + (53.66)

    = 380.49 + 1.1 + (1.1 53.66)

    C = (2PF)(60.50K)

    Vp Ip

    gmv

    Io

    = . = RTHC

    C = 121nS.

    WH = 1

    121+22.96

    FH =

    2 =

    6.94

    2

    WH =6.94M

  • F

    FL =

    2 WL =

    1

    1+

    1

    2+

    1

    3

    C1 = C1RTHC1

    RTHC1 = [( + ) + ]// + 610

    RTHC1 = [ (1.51)(1.47)

    1.51+1.47] + 610

    c1 = (470Nf) (1.35k)

    C2 = C2 * RTHC2

    C2 = (470nF) (4.4k)

    FH = 1.10M

    rb r

    V

    gmV

    RTHC1 = 1.35k

    c1 = 0.6345mS.

    C2 = 2.06

    mS.

    RTHC2 = 2.2K + 2.2K

    RTHC2 = 4.4K

  • Ri' = [(Ri // RTH) + rb] // r

    Ri' = [(0.61k) (1.47k)

    1.47+ 0.61+0.1k] // 1.419k

    RTHC3 =

    I = IP + gmV + IB

    V = - VP, IB =

    , I =

    = IP + gm(-VP) +

    =

    11

    Ri +

    1

    +

    1

    =

    11

    0.3858K +

    1

    0.68+

    1

    7.04

    IB

    I

    +

    VP

    -

    Ri' = 0.3858k

    IP

  • C3 = (220F)(6.84)

    WL = 1

    0.6345+

    1

    2.06+

    1

    1.50

    FL =

    2

    FL = 2728.14

    2

    = .

    C3 = 1.50 mS.

    WL = 2728.14

    FL = 434.19Hz

  • Desarrollo de la prctica de Laboratorio:

    Luego de haber realizado el trabajo previo correspondiente al clculo

    de la ganancia en la banda media, frecuencia en bajo y frecuencia alto

    se procedi a montar y alambrar el siguiente circuito en la tabla de

    nodos:

    Teniendo nuestro circuito en el breadbord procedimos a realizar el

    tercer paso que est en nuestra gua de trabajo correspondiente a este

    laboratorio, pero antes de ello mostramos nuestro circuito a nuestra

    profesora, para sus debidas correcciones si hubiese sido necesario,

    teniendo el permiso y el visto bueno que el montaje fue exitoso,

    procedimos a verificar el punto de operacin del circuito,

    asegurndose que se tenga el voltaje indicado en el mismo.

    La medicin del Vce, se realiz entre el colector y el emisor de este

    transistor BJT 2N3904, utilizando el multmetro ubicado en nuestro

    puesto de trabajo.

    En la prctica la medicin del Voltaje colector-emisor es:

    VCE= 7.25V

  • Tambin se requera la corriente en el emisor del transistor, para ello

    medimos el voltaje en el resistor emisor del transistor, teniendo el

    voltaje y el valor del resistor se pudo encontrar la corriente que pasa

    por el emisor que es igual a la corriente de colector: El voltaje en el

    resistor ubicado en el emisor es: VRE=2.48V

    Por ley de Ohm, encontramos el valor de la corriente:

    IE= VRE/680=2.48V/680 IE=3.64mA

    Encontramos que el punto de operacin prctico es:

    VCE= 7.25V, IE=3.64mA

    Verificando la condicin: 0 VCE Vcc, 0 7.25V18V

    El transistor est funcionando como amplificador.

    Luego de haber verificado el punto de operacin del circuito,

    procedimos a ajustar nuestro generador de funciones, auxilindonos

    del osciloscopio ubicado en el puesto, ubicamos la frecuencia en el

    generador que es de 20kHZ, luego se calibro el voltaje pico a pico

    observando en el osciloscopio la amplitud de la seal hasta tener

    250mvp.

    Teniendo esta seal, la aplicamos a la entrada del circuito, segn

    nuestro diagrama dado. Empezamos a medir la seal de salida del

    circuito, pero antes de ello verificamos la sonda para determinar si

    atena seales y en que factor, comprobando lo anterior y observando

    en nuestro osciloscopio que la seal de salida est en inversin de

    fase, medimos la seal de salida del circuito, obteniendo una ganancia

    en la banda media de 74.2.

    Logramos observar que la ganancia de voltaje medida con aquella

    esperada tericamente vara en mnimas cantidades, el porcentaje de

    error es:

    %error= 0.56%

  • Para lograr determinar la Frecuencia en bajo del circuito tomamos en

    cuenta el valor pico del voltaje de salida con la frecuencia de 20KHZ,

    el cual llamamos valor inicial del voltaje de salida=190mv, luego

    multiplicamos este valor por 0.7071, anotamos el valor que es igual a

    134.34mv, empezamos a disminuir lentamente la frecuencia de la

    seal de entrada observando la seal de salida en el osciloscopio,

    para lograr notar cuando el voltaje de salida alcance los 134.34mv,

    cuando tenga este valor habr alcanzado el punto inferior de -3dB, y

    esta es nuestra frecuencia en bajo. Realizando esto cuando llegamos

    a este valor de voltaje en la salida la frecuencia presentada por el

    generador de funciones es de 432.4HZ.

    Nuestra frecuencia en bajo medida en la prctica es de:

    FL=432.4HZ.

    Luego de haber hecho este procedimiento, retornamos la frecuencia a

    20KHZ, y empezamos a incrementar la frecuencia en el generador de

    funciones, mientras observamos la seal de salida en el osciloscopio,

    hasta que el voltaje alcance el valor de 0.7071 del voltaje de salida

    inicial. Variando lentamente la frecuencia logramos llegar a la

    frecuencia de 1MHZ, que sera la frecuencia mxima entregada por el

    generador de funciones, en este punto el voltajes de salida tuvo muy

    prximo al valor esperado que se presentara en nuestro osciloscopio,

    este punto corresponde a la frecuencia superior de -3 dB, sea es

    nuestra frecuencia en alto, La frecuencia en alto es de:

    FH=1 MHZ

    A continuacin se muestran los datos tericos y prcticos medidos con

    su correspondiente porcentaje de error:

    Medidas Valor

    prctico

    Valor

    terico

    % Error

    ABM 74.2 -74.62 0.56%

  • Preguntas de repaso.

    1) Qu pasara con la FH de su circuito si usted sustituye el transistor por otro con

    una FT mayor?

    a) Aumenta b) Disminuye 2

    2) Si la resistencia de carga aumenta que pasa con la FH de su circuito:

    b) Disminuye

    c) No cambia ya que es independiente da la carga.

    3) Qu pasa con la FL si sustituimos el capacitor de 220F por uno de 10F?

    a) Aumenta

    c) No cambia

    FL 432.4HZ 434.19HZ 0.41%

    FH 1MHZ 1.10MHZ 9%

    c) No cambia ya que es independiente del transistor.

    a) Aumenta

    b) Disminuye