Electrnica Lineal / Electrnica I

Prctico N2Transistores Polarizacin

Integrantes:Rivera, Gonzalo

Comisin:Martes 16 hs.

Profesor:Bioing. Justo J.R. Chaves

Desarrollo

1. Polarizar el transistor para mxima excursin simtrica con resistencia de emisor desacoplada.Armar y probar el circuito.a. El circuito que se utiliz es:

Fig. 1

Las ecuaciones que se utilizaron para el diseo son:

Aplicando Kirchoff en la malla de entrada:

Aplicando Thevenin en la malla de salida y Kirchoff:

Malla de salida:

Si

Y,

Entonces,

Donde para mxima excursin simtrica se debe cumplir que:

De (2) y (3) podemos despejar que

Reemplazando (4) en la Ecuacin de malla de entrada (1), nos queda que la condicin para mxima excursin simtrica debe ser que

Otras consideraciones de diseo que se deben tener en cuenta son:

Por criterio de diseo, para que la variacin de no influya en la polarizacin.

De esta forma utilizando una tensin de alimentacin Vcc = 12 V y un = 380

ResistenciaValor calculado []Valor comercial []

Rc390390

Re220 220

R127,87 K27K en serie con 1K = 28K

R211,94 K10k en serie con 2,2k = 12,2K

Las grficas de las rectas de continua y alterna se muestran a continuacin:

Fig. 2

En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos de los clculos y las mediciones realizadas:Parmetro Valor tericoValor medido

Icq12 mA10,7 mA

Vceq6 V5,07 V

Icmax19,67 mA16,95 mA

Vcemax12 V11,7 V

icmax(AC)24 mA23,3 mA

vcemax(AC)10,68 V9,3 V

MES 8 V7,67 V

b. La mxima excursin simtrica se determin inyectando una seal senoidal, a la cual se fue variando su amplitud, hasta lograr que la seal de salida no tuviera sus picos cortados, es decir, tratando de obtener la mxima amplificacin posible en ciclos positivos y negativos sin que se modifique la morfologa de la seal senoidal. Para observar esto, se utiliz un osciloscopio midiendo la salida desde el colector. La tensin medida de la seal de salida cuando se encuentra la mxima amplificacin posible, como se explic anteriormente, corresponde al MES.

c. Luego determinamos la ganancia de tensin del circuito como Av = Vo / Vi

Se midi que la seal de entrada tena de tensin pico a pico (Vipp), midiendo con el osciloscopio en escala 20 mV/Div, aproximadamente unos 78 mV (20mV/Div * 3,9 Div).

La seal de salida tena 7 Vpp, midiendo en el colector del transistor.

Por lo tanto, la ganancia de tensin del circuito es de:

d. Segn las mediciones realizadas el transistor se encuentra en la zona lineal. Acerca de la mxima excursin simtrica, se puede decir que si se trabaja a la mxima MES posible, se obtiene una ganancia mayor.La seal de salida no est en fase con la seal de entrada porque, si la seal de entrada aumenta, tiende a aumentar Ib, por consecuencia Ic aumenta debido a que es proporcional a Ib (Ic=Ib.), entonces vemos en la recta de carga, que Vce debera disminuir debido a que aumenta Ic, quedando la seal de salida desfasada 180 con respecto a la seal de entrada.

2. En el circuito del punto anterior quitar el capacitor de desacople.a. Se determin una mxima excursin simtrica de 7,6 V a la salida del circuito.

b. Se inyect una seal en la entrada de 0,5 V de amplitud y se determin la ganancia de tensin tomando la salida de colector:

c. Luego se determin la ganancia de tensin tomando la salida por emisor:

d. Conclusiones:La recta de alterna en este caso est ms inclinada con menos pendiente.Por los valores medidos de Icq y Vceq, el transistor se encuentra trabajando en MES.Debido al desacople del capacitor en el punto 2c, la ganancia obtenida disminuye notablemente de la obtenida en el punto 1c.Cuando la salida se toma por emisor la seal no est desfasada con respecto a la entrada.

e. Ventajas y desventajas del capacitor de desacople:Ventajas: se logra ms amplificacin y ms rendimiento.Desventajas: es un componente ms, a la hora de implementar el circuito, pero debido a su bajo costo y las grandes ventajas de su utilizacin, es recomendable ponerlo.Por otro lado, no se considera una ventaja eliminar la resistencia de emisor, debido a que esta ayuda a que, la variacin del beta del transistor, no influya en la polarizacin del mismo, cuando su valor es mucho mayor a Rb/. Por ello, en este prctico se utiliz el criterio de Re = 10 Rb/.

3. Observar en el osciloscopio las rectas de carga de continua y alterna.a. Para visualizar las rectas de carga continua y alterna utilizamos el modo XY del osciloscopio, conectando de la siguiente manera:

Para el caso de Recta de Carga Continua:Lo que se hace primero, es desconectar el capacitor de desacople del emisor. Esto permite obtener la recta de carga en continua que se describe con la siguiente ecuacin:

Para poder observarla con el osciloscopio, se lo debe colocar en el modo XY, luego la punta del canal X se conecta al borne del emisor del transistor, la punta del canal Y se pone entre la alimentacin y la resistencia del colector, y la tierra de los canales X e Y, se colocan en el borne del colector:

Fig. 3

De esta manera, a travs del canal X se mide el potencial Vce, y a travs del canal Y se mide la cada de potencial por la resistencia de colector (que es proporcional a la corriente de colector). Para poder determinar la corriente de colector se aplica la Ley de Ohm para poder despejarla, teniendo como datos la cada de potencial en la resistencia de colector y el valor de dicha resistencia.

Para el caso de recta de Carga Alterna:Teniendo como base el mismo circuito anterior, se conecta el capacitor de desacople, lo que modifica la pendiente de carga al eliminar la cada de potencial a travs de la Re.

La ecuacin de recta de alterna queda con una pendiente que es:

El tipo de seal de entrada utilizada fue una senoidal y la amplitud se vari hasta poder visualizar una recta de carga con la cual se pudiera trabajar.

b. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente grfica.

Fig. 4

ParmetroParmetro medido con osciloscopio (5 Volt/Div) para calcularloValor calculado

IcmaxVc = 1,4 DivVc / Rc = 17,9 mA

VcemaxVcemax =2,4 Div12 V

icmax(AC)vc(AC) = 2 Divvc(AC)/Rc =25,6 mA

vcemax(AC)vcemax(AC) = 2 Div10 V

c. Conclusiones:Cuando vara la amplitud de entrada se ve un acortamiento o crecimiento del barrido que hace el osciloscopio, formando la recta de carga, debido a la disminucin o aumento, respectivamente, de la amplitud de la seal, haciendo que el punto Q se mueva por toda la recta.Para determinar el punto Q en las rectas obtenidas se debe ubicar el punto de interseccin de ambas rectas alternando el acople o desacople del capacitor, o sino ubicar el punto en que se intersecan graficando cada una a escala.