ELECTRNICA INDUSTRIAL

SIMULACIN DE CIRCUITO AMPLIFICADOR DE SEALES CON TRANSISTOR

DOCENTE: FRANK CORREA

EDWIN CASTILLO (21131015308)

JORGE CLAVIJO (11131513536)

WALTER ORTEGA (11131311349)

UNIVERSIDAD ANTONIO NARIO

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

BOGOT

2015

Objetivos General.

Identificar las partes y caractersticas de un transistor

Identificar el funcionamiento del transistor en un circuito para la amplificacin de seales.

Objetivos especficos:

Realizar el clculo numrico de la corriente de base y el voltaje de colector-emisor para identificar el punto de operacin (Q) del transistor.

Mostrar a travs del software de simulacin PROTEUS versin 8 el funcionamiento del transistor en modo amplificador.

Marco terico:

- Transistor: Es un dispositivo electrnico semiconductor usado para permitir el control y regulacin de una corriente relativamente grande mediante una seal muy pequea en un circuito electrnico cumplir funciones de amplificacin, conmutacin, oscilacin o rectificacin. Se cuenta con varios tipos de transistores como el Bipolar (BJT por sus siglas en ingls BIPOLAR JUCTION TRANSISTOR) que ser usado en la simulacin. Sus partes: Base (B), Colector (C), Emisor (E).

Smbolo transistor NPN Smbolo transistor PNP

- Ganancia de corriente (): Relacin que indica la variacin de la corriente de colector para una variacin de corriente de base.

- Punto de operacin (Q): punto en coordenadas rectangulares de la grfica de corriente mxima vs voltaje de polarizacin que determina la funcin que cumplir el transistor mediante el valor de la corriente de base con respecto al voltaje entre colector y emisor.

- Proteus: Software de simulacin y diseo de circuitos electrnicos. Para el presente informe se utiliz la versin 8.

Desarrollo y Anlisis.

Inicialmente, para el circuito mostrado en la imagen, se realiz el clculo numrico (anlisis DC) para determinar el punto de operacin del transistor.

Circuito para el ejercicio.

Para el anlisis se toma el circuito contorneado en rojo para determinar la resistencia equivalente de thevenin y el voltaje equivalente de thevenin (en las fotografas siguientes se muestra el clculo y el circuito equivalente).

Clculo de resistencia (derecha) y voltaje (izquierda) equivalente de Thevenin.

Circuito equivalente para el clculo del punto de operacin del transistor.

Con el circuito equivalente se calcula la corriente de colector y el voltaje colector-emisor. La imagen siguiente muestra el desarrollo analtico.

Corriente de base (arriba) y voltaje colector-emisor (abajo).

Hallada la corriente y voltaje mencionado se halla el punto de operacin (Q)

El punto de operacin (Q) se encuentra en la zona lineal, es decir, el transistor

opera como amplificador. En la zona azul el transistor opera como un interruptor abierto, en la zona verde el transistor opera como un interruptor cerrado.

PROTEUS 8.

Al verificar que el transistor opera en la zona lineal (amplificador) usamos el software para realizar la simulacin y verificar la amplificacin de la seal.

En la imagen se muestra el circuito exportado desde la plantilla del software, se incorporaron ampermetros para medir las corrientes de colector y base, voltmetro para medir el voltaje colector-emisor (ver imgenes siguientes) y osciloscopio para identificar la funcin de amplificacin del transistor (canal A conectado a la seal de entrada y el

canal B conectado a la seal de salida). El transistor usado es la referencia 2N3393 que se asemeja a las condiciones propuestas en el ejercicio (= 140 y tipo NPN)

Corriente de colector en mA

Corriente de base en A Voltaje colector-emisor en Vdc

Podemos detectar que las variables calculadas en los casos anteriores son aproximadamente iguales al valor mostrado por los instrumentos en la simulacin:

Corriente de colector calculada: 0.76 mA Corriente de base calculada: 5.44 A

Voltaje colector-emisor calculado: 18.5 Vdc.

Osciloscopio:

Al activar el simulador el software nos encontramos con una interfaz real del osciloscopio comn, la cual muestra los cambios de amplitud y frecuencia entre la seal de entrada y la seal de salida

Interfaz del osciloscopio, seal de entrada (amarillo), seal de salida (azul)

En la grfica de ondas (amplitud vs tiempo), podemos detectar que la seal de entrada fue amplificada as:

En amplitud: 9 veces la seal de entrada, esto es, 9 mVac pico En frecuencia: se mantuvo igual, esto es, 60 Hz.

Grfica de osciloscopio.

Informacin de la grfica.

Conclusiones:

El modo de operacin modifica nicamente la amplitud de la onda de entrada, la frecuencia permanece igual.

Cuando las resistencias de la base o el colector son muy altas (mayores a 50 K) har que la relacin disminuya y causar que el transistor opere en el rea de corte.

Cuando las resistencias de la base o el colector son muy bajas (menores a 0.5 k) el transistor operar en la zona de saturacin.

Al incorporar un transistor PNP bajo las mismas condiciones de carga, el transistor no amplifica.