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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTONICOS II

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)

“FACULTAD DE ING. ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA”

APELLIDOS Y NOMBRES

MATRÍCULA

SEGOVIA POCOMUCHA, JOSE J.

05190236

CURSO

TEMA

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS II

AMPLIFICADORES BJT EN CASCADA

INFORME

PREVIO

FECHAS

REALIZACIÓN

ENTREGA

NÚMERO

17/09/2010 1

24/09/2010

NOTA

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTONICOS II

AMPLIFICADORES BJT EN CASCADA OBJETIVO: Determinar las características de Operación del amplificador en cascada (Multietapas).

DESCRIPCION DE UNA CONEXIÓN CASCADA Una conexión popular entre etapas de amplificadores es la conexión en cascada. Básicamente una conexión en cascada es aquella en la cual la salida de una etapa se conecta a la entrada de la segunda etapa y así sucesivamente según la utilidad. La conexión en cascada proporciona una multiplicación de la ganancia en cada una de las etapas para tener una mayor ganancia en total. La impedancia de entrada (Zi) del amplificador en cascada es la de la etapa 1, mientras la impedancia de salida (Zo) es la de la etapa 2. La función principal de las etapas en cascada es conseguir la mayor ganancia total. Puesto que la polarización de c.d y los cálculos de c.a para un amplificador en cascada se siguen de aquellos deducidos para las etapas individuales

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VENTAJAS A UTILIZAR LA CONEXIÓN CASCADA El presente laboratorio nos introduce a la necesidad de emplear dos o más amplificadores conectados en cascada con el propósito de que nuestro sistema amplificador pueda reunir las características que con el empleo de un solo amplificador (con un solo elemento activo) no se podrían obtener: por ejemplo si el problema de diseño consiste en construir un amplificador que tenga una impedancia de entrada muy alta (por ejemplo 1MΩ) y que a su vez nos proporcione una ganancia de voltaje considerable (por ejemplo 80) entonces podemos percatarnos que ningún amplificador de una sola etapa ( de los vistos anteriormente) resolvería el problema. Sin embargo, para este caso, si conectamos en cascada un amplificador fuente común con amplificador emisor común, el propósito de diseño podría cumplirse. Ahora bien, si el problema de diseño consistiera además en que dicho amplificador tenga una impedancia de salida muy baja ( por ejemplo 10 Ω), se agregaría entonces una tercera etapa en cascada, la cual sería un amplificador en configuración de colector común.

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DESVENTAJAS Sabemos que a más etapas conectadas tenemos mayor amplificación, pero hay que tener en cuenta que también estamos amplificando el ruido que siempre está presente en la señal de entrada o los que se introducen en cada etapa; estos se hacen más notorios mientras más etapas tenga el diseño.

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LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTONICOS II

ANALISIS DEL CIRCUITO A UTILIZAR

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Análisis en corriente continua Con este análisis hallaremos el punto de trabajo de los transistores que se utilizaran; si cumplen con las condiciones para que trabajen en la zona activa lo podremos utilizar como dispositivos de amplificación. Datos del circuito

R1 = 47⋅ kΩ

R2 = 12⋅ kΩ

Rc1 := 2.2⋅ kΩ

Re1 := 1 ⋅ kΩ

R3 := 120⋅ kΩ

R4 := 30⋅ kΩ

Rc2 := 3 ⋅ kΩ

Re2 := 1 ⋅ kΩ

β1 := 200 β2 := 200 Vbe1 := 0.7⋅ V Vbe2 := 0.7⋅ V

Vcc := 12⋅ V Ri := 100⋅ kΩ

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En la entrada

Rbb1 := Vbb1 := Ib1 :=

( R1⋅ R2) R1 + R2 ( Vcc⋅ R2) R1 + R2

Vbb1 − Vbe1 Rbb1 + Re1⋅ β1

Ic1 := β1 ⋅ Ib1

Rbb2 := Vbb2 := Ib2 :=

( R3⋅ R4) R3 + R4 ( Vcc⋅ R4) R3 + R4

Vbb2 − Vbe2 Rbb2 + Re2⋅ β2

Ic2 := β2 ⋅ Ib1

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En la salida:

3

Rbb1 = 9.559× 10 Ω

Vce1 := Vcc − Ic1⋅ ( Re1 + Rc1) 0

Vce1 = 6.684× 10 V

0

Vbb1 = 2.441× 10 V −6

Ib1 = 8.306× 10

−3

Ic1 = 1.661× 10

Vce2 := Vcc − Ic2⋅ ( Re2 + Rc2) A

0

Vce2 = 5.355× 10 V

A

Observamos que aproximadamente el voltaje Vce en los transistores es 3 Rbb2 = 24 × 10 Ω aproximadamente la mitad del valor del valor del voltaje de 0 alimentación, esto indica que el Vbb2 = 2.4 × 10 V punto de trabajo esta aproximadamente en el punto −6 Ib2 = 7.589× 10 A medio y esto garantiza un buen funcionamiento del transistor; −3 Ic2 = 1.661× 10 A ya que frente a las variaciones no se aproximara a las condiciones extremas (corte o saturación).

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Análisis en corriente alterna

Hallando la ganancia de voltaje re1 = Av Vi Ib2

Vo

Av

Av

26⋅ mV Ic1 Vo Vi

0

= 15.651× 10 Ω

re2 =

26⋅ mV Ic2

0

= 17.129× 10 Ω

 Ib1  ⋅  Ib2  ⋅  Vo        Vi   Ib1   Ib2 

Ib1 ⋅ β1 ⋅ ( re1 + Re1 ) β1 ⋅ Ib1 ⋅ ||| ( Rc1 , R3 , R4 ) ||| ( Rc1 , R3 , R4 ) + β2 ⋅ re2 β2 ⋅ ib2 ⋅ Rc2 Vo Vi

 Ib1   ⋅     Ib1 ⋅ β1 ⋅ ( re1 + Re1 )  

β1 ⋅ Ib1 ⋅ ||| ( Rc1 , R3 , R4) ||| ( Rc1 , R3 , R4) + β2 ⋅ re2

Ib1

  β2 ⋅ ib2 ⋅ Rc2   ⋅   Ib2  

Vo

R3 ⋅ R4 ⋅ Rc1 ⋅ Rc2 ⋅ β2

Vi

( Re1 + re1 ) ⋅ ( R3 ⋅ R4 ⋅ Rc1 + R3 ⋅ R4 ⋅ re2 ⋅ β2 + R3 ⋅ Rc1 ⋅ re2 ⋅ β2 + R4 ⋅ Rc1 ⋅ re2 ⋅ β2 )

Hallando la impedancia de entrada y salida:

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Zi := R1 || R2 || [ β1 ⋅ re1 + Re1 ⋅ ( 1 + β1 ) ] 3

Zi = 9.132× 10 Ω Zo := Rc2 3

Zo = 3 × 10 Ω

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