ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
INFORME CIRCUITOS ELECTRÒNICOS
Práctica # 02:
Tema: Amplificador con impedancia de entrada
Realizado por:
Alumno (s): Argoti Daniel Saico Edison Trejo Alejandro
Grupo:
GR6-1
Fecha de entrega: 2014 / 10 / 29 f. ______________________ Año Mes Día Recibido por: Sanción:
QUITO-ECUADOR
INFORME Tema: Amplificador con Impedancia de Entrada Objetivo: Diseñar e implementar un amplificador con impedancia de entrada utilizando un TBJ.
PARTE EXPERIMENTAL
1. Presentar el diagrama esquemático del circuito implementado en el laboratorio, con los respectivos cambios de haber existido.
V2 12V +V
R1 33k
C1 0.47uF
R3 1.8k
C3 1uF
Q1 NPN
V1 -200m/200mV R4 68
1kHz R2 8.2k
R5 470
C2 0.22uF R6 1.8k
En el circuito no hubo ningún cambio según lo diseñado en el trabajo de preparatorio ya que en el laboratorio pudimos obtener loa valores aproximados a los teóricos, así como también las señales de onda de salida.
2. Presentar en un cuadro las mediciones AC y DC realizadas en la práctica y los valores teóricos calculados en el trabajo preparatorio. Obtener los porcentajes de error y justificarlos.
Análisis DC Teóricos
Practico
VCC [v]
12
11.7
VC [v]
3.16
3.8
VB [v]
2.14
2.12
VE [v]
1.44
1.41
VCE [v]
4.6
5.8
VBE [v] IC [mA] IB [uA] IE [mA] Ventrada [v] V salida [v]
0.7 2.67 26.7 2.67 Análisis en AC 0.2 2.4
0.71 2.6 26 2.63 0.2 2.7
Errores Análisis DC VCC [v]
2.5%
VC [v]
16.8%
VB [v]
0.9%
VE [v]
2.6%
VCE [v] VBE [v] IC [mA] IB [uA] IE [mA]
20.6% 1.4% 2.6% 2.6% 1.5% Análisis AC
Ventrada [v] V salida [v]
0% 11.1%
Los errores obtenidos de acuerdo a la tabla se puede ver que estĂĄn en un rango de valores aceptables, esto se deben a varios factores como: el estado de los instrumentos de medida, las puntas de prueba, los errores de tolerancia de los mismos elementos y ademĂĄs de los mismos cĂĄlculos teĂłricos no son cien por ciento reales, ya que muchos valores son redondeados o asumidos.
3. Realizar los cĂĄlculos necesarios para determinar la ganancia de voltaje, impedancia de entrada; compararla con el valor teĂłrico calculado, obtenga el porcentaje de error y justifique el mismo.
TeĂłrico đ?‘… ||đ?‘… đ?‘¨đ?‘˝ = − đ?‘&#x; đ?‘?+đ?‘… đ??ż đ?‘’
đ?‘¨đ?‘˝ = −
đ?‘&#x;đ?‘’ =
đ??¸1
26đ?‘šđ?‘‰ 26đ?‘šđ?‘‰ = = 9.74 [đ?›ş] đ??źđ??¸ 2.67đ?‘šđ??´
1.8đ??ž||1.8đ??ž 9.74+68
đ?‘¨đ?‘˝ = −11.58 Practico đ?‘‰đ?‘œ 2.7 =− = −13.5 đ?‘‰đ?‘–đ?‘› 0.2 Impedancia de entrada 26đ?‘šđ?‘‰ đ?‘?đ?‘–đ?‘› = 33đ?‘˜||8.2đ?‘˜||(đ??ľ + 1) ( + 68) 2.63 đ?‘?đ?‘–đ?‘› = 3.58đ?‘˜ÎŠ đ?‘¨đ?‘˝ = −
Ganancia Zin
TeĂłrico 11.58 3.58
Practico 13.5 3.8
Errores 14.22% 5.7%
SegĂşn nuestro diseĂąo, los errores cometidos al momento de obtener una ganancia no son muy grandes comparado con los datos teĂłricos, esto se debe a que nuestro diseĂąo si cumple con los requisitos mĂnimos y ademĂĄs los elementos utilizados fueron bien seleccionados de acuerdo a los valores estĂĄndar, es por eso que el error obtenido en la ganancia esta en un valor aceptable.
4. Graficar en hojas de papel milimetrado a escala, las señales de voltaje observadas en el osciloscopio, explique las diferencias o semejanzas con las señales obtenidas en la simulación.
Según estas gráficas se puede observar claramente que la señal de salida esta realmente desfasada 180° y que nuestra señal de salida esta muy aproximada al valor teórico. En cuanto a las gráficas en los terminales del TBJ también podemos notar que ciertamente el VB y VE se encuentran en fase y trasladadas una diferencia de potencial VBE aproximado a 0.7 [V] mientras que el VC tenemos una grafica similar al obtenido en el osciloscopio ya que también se encuentra desfasada 180° de la señal de entrada y trasladada una diferencia de potencia de VCE.
CUESTIONARIO: 1. Por qué es importante la impedancia de entrada y la impedancia de salida en el funcionamiento de un amplificador? Explique con al menos dos ejemplos. La impedancias de entrada y salida son importantes al momento de poner en funcionamiento un amplificador, ya que estas impedancias nos ayudan a regular el paso de corriente ya sea para nuestro diseño amplificador y también a la salida del mismo. Además la impedancia se relaciona inversamente con la frecuencia. Un ejemplo se usa mucho en los amplificadores de audio. Otro ejemplo seria para el uso de transmisión de frecuencias de radio. 2. Describir brevemente las características de los amplificadores con TBJ, en sus diferentes configuraciones, en cuanto a impedancia de entrada y de salida. Mencione además otros dispositivos que se podría usar en un circuito amplificador que presente alta impedancia de entrada. El TBJ en configuración Base-Común. Presenta una ganancia de voltaje. No presenta desfase a la salida. Presenta una ganancia de corriente de aproximadamente iguala a 1. Posee Una impedancia de entrada baja. Posee una impedancia de salida alta. El TBJ en configuración Colector-Común. Presenta una ganancia de voltaje de aproximadamente igual a 1. No presenta desfase a la salida. Presenta una ganancia de corriente alta. Posee una impedancia de entrada Alta Posee una impedancia de salida baja. Se usa como adaptador de impedancias, es decir cuando se desea obtener una baja impedancia de salida. Se obtiene una pequeña distorsión sobre la señal de salida. EL TBJ como switch Esta configuración es usada cuando el TBJ es polarizado: En la región de saturación actuaría como un conmutador cerrado donde VCE es pequeña y IC es elevada. Mientras que en la región de corte actuaría como un conmutador abierto donde IC es casi cero y VCE es elvado. Otros dispositivos También son usados otros dispositivos para realizar el mismo objetivo, además también poseen ciertos valores de impedancia de entrada y salida. FET y MOSFET: son dispositivos que para su funcionamiento se necesita de polarización de una diferencia de potencial a sus terminales, poseen impedancias de entrada muy grandes de alrededor de los 1000MOhms para los FET y alrededor de los 1012- 1015 Ohms para los MOSFET.
CONCLUSIONES Por Daniel Argoti Al momento de diseñar un Emisor Común debemos tener en cuenta que el voltaje tiene que ser VCB >0 para saber que nuestro TBJ esta en la región lineal. Pudimos comprobar gráficamente mediante el osciloscopio que la señal de la salida se desfasa 180° grados respecto de la señal de entrada. Se comprobó que para este diseño es necesario conectar un capacitor en paralelo a RE2 para ganar mayor estabilidad de nuestro diseño. Por Edison Saico Pudimos comprobar que las corrientes del colector y emisor son aproximadamente iguales, esto nos explica porque que la corriente de base es muy pequeña. Comprendimos porque esta configuración de TBJ es más usada, es porque amplifica no solo el voltaje sino que también amplifica la corriente, y así es más usada para distintos propósitos. Comprobamos la importancia de las impedancias de entrada y salida, ya que se usa mucho para circuitos de baja frecuencia, debido a la alta impedancia de entrada. Por Alejandro Trejo Se obtuvo una ventaja al realizar este diseño, por su alta impedancia de entrada no requiere de una gran corriente para alimentar el circuito. Comprobamos que para utilizar el TBJ como amplificador, primeramente se debe polarizarlo de manera que su configuración este en la región activa. Comprobamos que la función del capacitor es bloquear la corriente continua que pudiera llegar de Vin, ya que actúa con circuito abierto en corriente continua y como cortocircuito en corriente alterna. RECOMENDACIONES:
Antes de empezar a tomar ningún dato ni conectar nuestro diseño se debe revisar que el circuito se encuentre correctamente armado, para evitar obtener señales inesperadas o se podría quemar algún elemento. Al realizar nuestro diseño Emisor-Común debemos utilizar un valor de B (beta) mínimo, para evitar problemas con nuestro circuito en la práctica. Se recomienda usar puntas de prueba que estén en buen estado, ya que también el osciloscopio no se encuentra en perfectas condiciones y muchas veces detecta una tercera señal o mucho ruido.
BIBLIOGRAFÍA Thomas L. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Limusa,1996 Boylestad y Nashelsky. Electrónica. Teoría de Circuitos. Prentice Hall. 2003. Carlos Novillo M., Dispositivos Electrónicos http://es.slideshare.net/OthonielHernandezOvando/34-configuracin-en-emisorcomn?related=1 http://es.slideshare.net/jorgegaxiola/practica7-3279694