Práctica #1 BJT

8/18/2019 Práctica #1 BJT

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERPROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

ELECTRÓNICA III

INF-MCU

Versión: 1.0

P!in": 1 #e $

I NTRODUCCIÓN

l amplificador de potencia tiene como funciónamplificar una señal de entrada normalmente baja y

entregar a la salida una señal ue ofre!ca una potencia mayor necesaria para entregar a una carga con ayuda de etapasanteriores" como lo son# $tapas in%ersoras y una seguidoraantes de la etapa amplificadora ue cumplir& el propósito deaumentar la potencia entregada a la salida' es necesario tener en cuenta ue las corrientes aumentan y por ello esindispensable el uso de transistores TI(" pasta t)rmica ydisipadores de calor*

$

I* O+,$TI-O.

$studiar y profundi!ar el diseño un amplificador +,T con par&metros de impedancia" ganancia" yrespuesta en frecuencia

Diseñar amplificador multietapa cumpliendo los par&metros establecidos por la gu/a

.imular con Orcad el diseño y comprobar elcumplimiento de los par&metros reueridos

Implementar una etapa de potencia al amplificador"teniendo en cuenta los conceptos de disipadores*

Comparar los datos e0perimentales" teóricos"simulados y concluir

II*1$RR23I$NT2. UTI4I52D2.

• Orcad Capture 67*7 8 .oft9are de simulación decircuitos electrónicos utili!ado para la elaboraciónde esuem&ticos permitiendo estudiar sus

principales caracter/sticas*

• Transistores :N:::2" TI(;6C y TI(;:C"utili!ados para las diferentes etapas del

amplificador*

• 1erramientas de laboratorio osciloscopio"3ult/metro digital" CTIC2

I* DI.$?O $T2(2 D$ (OT$NCI2

6: @:A::

;

7BB

6B

6BC

B*7

6AB

R I

V V V V

R

mA I

I

mA

R

V I

R

V V V

V V

BQMAX

P D EE CC

CQMAX

BQMAX

L

P

CQMAX

L

EE CC

p

=Ω=

−−+

=

==

==

Ω=

±=

=

=

β

β

( )

W R I

P

R R R R R Z

LCQMAX

L f f in

@*6:

D

E7*F:@GGGG

:

::

=>=<

Ω=++= β

II* DI.$?O $T2(2 .$HUIDOR2

Informe de la pr&ctica de laboratorio N6#J2mplificador multietapa con etapa de

(otenciaK

Camilo Rubio 8 66766BF Nicol&s C&ceres 8 66766B6

I*

6


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P!in": % #e $

( )

Ω==

Ω≅Ω=

−

=

Ω≅Ω==

Ω=+=

=+

=

Ω=

Ω==

Ω=

Ω=

@:*L:

M 6BEL*L

D:6

R

M :EM 7E*:7

67*E66*B

;B*;B:

FFB

67A:

FFBFFB

#

6

:

CQ

T

CC

BB

B

BB

BCC

E B

AC DC

CC CQ

DC

E AC

E

L

I

V r

K

V

V

R

V

RV R

K R R

mA R R

V I

R

R R

R R

Asumiendo

β

β

π

( )( ) Ω=++= K Rr R Z E Bin :7*76GG β π

III* DI.$?O $T2(2. IN-$R.OR2.

$misor ; etapa

( )

( )

Ω==

Ω==

Ω≅Ω=−

=

Ω≅Ω=+

=

==

=+

=

Ω=+=

Ω=+=

Ω≅Ω=≅

=

Ω=

K I

V r

K R R R

K K I

IRV R

K K I

I R R

A

I

I

mA R R

V I

K Rc R

K R

R

A

R R

A K R

Asumiendo

CQ

T

B

CC

CQ E

CQ

AC DC

CC CQ

DC

C AC

V

C E

V

C

F@*6

F@*6FGG

@:6F*LA:

6FAE*6AE*B

7E*6@B6B

E6*::

7A*;Re

EF*:Re:

EABE@B

AL*F

#

:6

:6

:

β

µ β

π

Teniendo en cuenta el efecto de carga#

( )( ) Ω=++=

−=Ω+Ω

Ω−=

K Rr R Z

K K

K A

e Bin

V

BF*6:6GG

B@*F:7*7L*F

:7*7DA

β π

$misor F etapa

:


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P!in": & #e $

(ara m&0ima transferencia de potencia#

( )

( )

Ω==

Ω==

≅Ω=−

=

Ω≅Ω=+

=

==

=+

=

Ω=

Ω=+=

Ω≅Ω=≅

=

Ω=

K I

V r

K R R R

K K I

R I V R

K K I

I R R

A I I

mA R R

V I

K R

K R R

R

K K A

R R

A

K R

CQ

T

B

CC

CQ E

CQ

AC DC

CC

CQ

DC

E

C

AC

V

C

E

V

C

:6*;

BL*FBGG

FBBEB*FBFDD:

:E;B*FFDE*B

FF*ALD6B

@L*B:

;;*6;

L;*E:

6;;*6

L

BB*6F

:6

:

6

:

β

µ β

π

Teniendo en cuenta el efecto de carga#

( )( ) Ω=++=

−=Ω+Ω

Ω−=

K Rr R Z

K K

K A

R Bin

V

:7*;L6GG

FF*;BB*6FBF*6:

BF*6:DL

β π

$misor : etapa

;;L*:7;L*:7

;L*:7D@

m2B*::

@A*E6

BA*6E

6BBF7*LE

FB*A@;

FF6*F

;L*:7

:

6

−=Ω+Ω

Ω−=

=Ω=

Ω=Ω≅Ω=

Ω= Ω≅Ω=

Ω=

K K

K A

I

K Z

K r

K K R

K R

K K R

K R

V

CQ

in

E

C

π

$misor 6 etapa

Ω≅Ω=

Ω≅Ω=Ω≅Ω=Ω≅Ω=Ω≅Ω=

K Z

K r

K K R

M M R

K K R

K K R

in

E

C

;A*:6:

66*;@

FBB;B*:@@

7*67F*6

6B:7*6B

7@@A*E6

:

6

π

A I CQ µ L;*EE=

A@A*E6@A*E6

@A*E6D6B −=Ω+Ω

Ω−= K K

K AV

2s/ ue#

E@*:A@

BB*A

BB*;

FF*;

B@*F

LL*B

L@*B

6

:

F

;

A

7

=

−=−=−=−=

≅≅

VT

V

V

V

V

V

V

A

A

A

A

A

A

A

VARIABLE

VALORES

TEÓRICO SIMULADO EXPERIMENTAL

Ic6 B*BEELm2 B*B@@6m2 B*B@;Em2-C$6 F*L:% F*6F% F*6F:%

Ic: B*::m2 B*:77m2 B*:A;m2

-C$: F*;B% :*B:% :*7;%

IcF B*@LBm2 B*L:@m2 B*@LFm2

-C$F E*A;% E*BB% A*BF@*6%

Ic; :*E6m2 :*A7m2 :*B;m2

-C$; E*;B% @*BE% 7*7EL*@%

F


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P!in": ' #e $

IcA ;B*;Bm2 FE*Lm2 FA*7m2

-C$A 7*7E% E*;;% 7*;B@7*L:F%Ic7 7BBm2 @7*Lm2 @E*:m2

-C$7 6B% 6B% L*L6L%

IcE 7BBm2 @Em2 @@*6m2

-C$E 6B% L*L7% @*@L7%

Tabla 6* -alores simulados" anal/ticos y teóricos

(ara Pallar el %alor de los capacitores de baja frecuencia#

( )

( ) F C

F C

µ

π

µ

π

7@B

6B

;B:BQ:R

6

A7B

6BB

;BE7*F:@Q:R

6

7

A

≅

=

≅

=

2Pora" para el capacitor de alta frecuencia#

( ) nF

k C FFB

QABR6BQ:R

6≅=

π

I-* CONC4U.ION$.

.e afian!aron los diferentes m)todos de an&lisis ydiseño para los amplificadores multietapa" obteniendoas/ los respecti%os c&lculos teóricomatem&ticos" lassimulaciones y el montaje f/sico*

.e usó el mismo β para cada transistor con un %alor

de 6AB en el procedimiento de diseño teórico puesto ueal emplear la configuración por di%isión de tensión sesupone ue el circuito est& compensado respecto a%ariaciones de temperatura y dicPo par&metro β Q noafecta tanto los resultados* .in embargo" al comparar los%alores DC obtenidos entre teor/a" simulación y f/sico seobser%an cambios considerables en algunas etapas*

.ólo se procedió a Pallar los capacitores rele%antes deldiseño 2coplamiento seguidoretapa de potencia" etapade potenciacarga y alta frecuenciaQ" puesto ue al añadir

la etapa de potencia los par&metros dados por la gu/adejaban de cumplirse' as/ ue por sugerencia del docente

se les otorgó un %alor de 6BBu< a los capacitores norele%antes*

4a correcta implementación de una etapa de potenciademanda contar con un tipo de transistor especial comolos TI( ;6 S ;:C porue tienen la capacidad de disipar mayor cantidad de potencia en forma de calorQ para nocausar daños en el circuito*

No es necesario usar dos fuentes de alimentación para todo el circuito" de esta forma se e%ita el consumoinnecesario de potencia*

$s altamente recomendable usar un disipador decalor para la etapa de potencia con el fin de e%itar dañosen el transistor y mantener estable su temperatura*

.e debe utili!ar una resistencia de salida R 4Q a A enla etapa de potencia puesto ue las resistencias con lasue se Pa trabajado normalmente est&n diseñadas pararesistir una potencia m&0ima de 6 y la etapa de

potencia consume 6*@*

$n el procedimiento de diseño del amplificador no setiene en cuenta el %oltaje alterno del generador de señal"

por lo ue el %alor ue se le da a dicPo %oltaje %ar/a

considerablemente entre la simulación y el montajee0perimental*

$l amplificador comien!a a presentar autocalentamiento a partir de la tercera etapa a causa del%alor de corriente consumida y potencia disipada" por loue al proceder a medir sus diferentes %oltajescaracter/sticos con el mult/metro' dicPo instrumentomantiene una %ariación constante en la magnitudmedida ue se debe al cambio intr/nseco en las

propiedades del material semiconductor*

R $


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2N$WO 2* IN


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DO3INIO D$ 42


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2ne0o ;* Hanancia en el dominio de la frecuencia media y altaQ

2ne0o A* Impedancia de entrada medida a :BM1!

E


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2ne0o 7* Impedancia de salida medida a :BM1!

@


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2ne0o E* -oltaje de salida del amplificador multietapa sin etapa de potencia donde se obser%a un -pp de 6: - con m&0imae0cursión sim)trica*

L

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