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EMISOR SEGUIDOR (AMPLIFICADOR EN ´ COLECTOR COMUN) LUIS FERNANDO SALAS TAPIA (102211010593), HELMER PIZO (22082020)

˜ en curso se realizo la Resumen—El dia 10 de mayo del ano practica de dispositivos activos la cual tenia como objetivo medir la impedancia de entrada y salida en un amplificador emisor seguidor y ademas medir la ganancia de potencia del mismo. Se realizan tablas con los resultados y se extraen conclusiones. Index Terms—transistor 2N2222, potencia, ganancia, impedancia de entrada y salida.

I.

´ I NTRODUCCI ON

el transistor se usara para ver una aplicacion como amplificador. Se han conocido anteriormente las configuraciones de emisor com´un y base com´un, pues hoy le toco el turno a la de colector com´un. En la pr´actica, las caracteristicas de salida de la configuracion en colector com´un son las mismas de la configuracion en emisor comun.

A

HORA

Para la configuracion en colector comun las caracteristicas de salida son una grafica de 𝐼𝐸 contra 𝑉𝐶𝐸 con un rango de valores de 𝐼𝐵 . La corriente de entrada es, por consiguiente, la misma tanto con las caracteristicas en emisor com´un como en colector com´un. II.

M ATERIALES

1. Fuente de alimentaci´on cd regulada. 2. Osciloscopio, mult´ımetro, generador de se˜nales senoidales. 3. Una protoboard. 4. Cables para conexionado. 5. Resistencias de 3300 𝑜ℎ𝑚, 12000 𝑜ℎ𝑚 y 470 𝐾𝑜ℎ𝑚. 6. Transistor npn 2N2222. 7. Potenci´ometro variable de 1 𝐾𝑜ℎ𝑚. 8. Capacitores: 22 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝐹 a 50 𝑉 y 100 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝐹 a 50 𝑉 . III.

Figura 1. Configuraci´on en colector com´un transistor pnp transistor npn

mucho mas alta que su impedancia de salida, de modo que una fuente de se˜nal no tendr´ıa que trabajar tan duro. Esto puede verse en el hecho de que la corriente de base es del orden de 100 veces menos que la corriente de emisor. La baja impedancia de salida del seguidor emisor se adapta con una carga de baja impedancia y amortigua la fuente de se˜nal.

´ M ARCO TE ORICO

La configuracion del transistor en colector com´un se utiliza sobre todo para igualar impedancias, puesto que tiene una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, lo contrario de las configuraciones en base com´un y en emisor com´un. La configuraci´on en colector com´un se muestra en la figura 1. El transistor en colector com´un, tambien se le llama normalmente seguidor emisor. La ganancia de voltaje de un seguidor emisor es exactamente un poco menos de uno, puesto que el voltaje de emisor est´a limitada a la ca´ıda del diodo de alrededor de 0, 6 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑖𝑜𝑠 por debajo de la base. Su funci´on no es la ganancia de voltaje, sino la ganancia de corriente o potencia, y la adaptaci´on de impedancias. Su impedancia de entrada es

Figura 2. Circuito amplificador con BJT en colector com´un

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IV. A NALISIS , DATOS Y R ESULTADOS Para la realizacion de la practica se hizo un u´ nico montaje como se aprecia en la figura 3.

Cuadro I G ANANCIA DE VOLTAJE , IMPEDANCIA DE ENTRADA Y POTENCIA DE ENTRADA

𝑉𝑠𝑎𝑙 150 mVpp 𝑉𝐴𝐵 152 mVpp Potencia de entrada [microW] 6.49

𝑉𝑒𝑛𝑡 [mV a.c.] 508 𝑖𝑒𝑛𝑡 [microA] 12.67

GANANCIA 0.3 𝑅𝑒𝑛𝑡 [ohm] 40410.42

Cuadro II I MPEDANCIA DE SALIDA , POTENCIA DE SALIDA Y GANANCIA DE POTENCIA 𝑉𝑠𝑎𝑙 130 mVpp 𝑃𝑠𝑎𝑙 [microW] 22.27

𝑉𝑠𝑎𝑙 /2 50 mVpp GANANCIA DE POTENCIA 3.43

𝑅𝑠𝑎𝑙 =𝑅𝐿 [ohm] 759

Para finalizar se calcula la ganancia de potencia con la siguiente ecuacion: 𝐴𝑝 =

𝑃𝑠𝑎𝑙 𝑃𝑒𝑛𝑡

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Figura 3. Emisor seguidor experimental

Inicialmente se abrio 𝑆2 y 𝑆3 y se cerro 𝑆1 , poniendo la salida del generador en cero. Luego se cerro 𝑆3 y se fue aumentando poco a poco la salida del genarador hasta obtener en 𝑉𝑠𝑎𝑙 una se˜nal de 150 𝑚𝑉 𝑝𝑝. Se realiza el calculo de la ganancia de voltaje 𝑉𝑠𝑎𝑙 /𝑉𝑒𝑛𝑡 ; los valores aparecen en el cuadro I. Posteriormente se abrio 𝑆1 ; la salida del generador de se˜nales se coloco hasta que 𝑉𝑒𝑛𝑡 estuviera al mismo nivel que en el paso inmediatamente anterior. Haciendo uso del osciloscopio se midio el voltaje de la se˜nal 𝑉𝐴𝐵 , con esto se calcula la corriente de entrada de la base dada por la ecuacion: 𝑉𝐴𝐵 𝑉𝐴𝐵 𝑖𝑒𝑛𝑡 = (1) = 𝑅𝐴𝐵 12000𝑜ℎ𝑚 Tambien se hallo la resistencia de entrada, 𝑅𝑒𝑛𝑡 , y la potencia de entrada, 𝑃 𝑒𝑛𝑡, con las siguientes ecuaciones. Todos estos valores estan consignados en el cuadro I. 𝑅𝑒𝑛𝑡 =

𝑉𝑒𝑛𝑡 𝑖𝑒𝑛𝑡 2

𝑃𝑒𝑛𝑡 = [𝑖𝑒𝑛𝑡 ] ∗ 𝑅𝑒𝑛𝑡

[𝑉𝑠𝑎𝑙 ]2 𝑅𝑠𝑎𝑙

A continuacion se vera una grafica, figura 4, hecha con la ayuda de PAINT, en donde se muestran las formas de onda de entrada, senosoidal, y de salida la cual se obtuvo cuando 𝑆2 estaba cerrado, esta ultima tenia un valor aproximado de 50 mVpp. En el osciloscopio literalmente se ve´ıa como una vela la onda de salida. Las relaciones de fase no se pudieron conocer debido a que en el osciloscopio analogo no se compararon las formas de onda simultaneamente.

(2) V. (3)

Se cierra 𝑆1 . Se ajusta el generador hasta que 𝑉𝑠𝑎𝑙 sea igual a 100 𝑚𝑉 𝑝𝑝. 𝑆2 continua abierto. Se anota en el cuadro II el voltaje de salida 𝑉𝑠𝑎𝑙 . Ahora si finalmente se cierra 𝑆2 , se ajusta 𝑅𝐿 de tal manera que el voltaje de salida sea la mitad del valor de 𝑉𝑠𝑎𝑙 en el paso anterior. Se anota este valor. Se abre 𝑆2 y se toma el valor de la resistencia 𝑅𝐿 , e´ ste es el valor de la impedancia de salida del circuito, 𝑅𝑠𝑎𝑙 . Se halla la potencia de salida mediante: 𝑃𝑠𝑎𝑙 =

Al analizar los cuadros I y II, es facil ver que la corriente de entrada tiene un valor muy peque˜no del orden de los microamperes, lo cual concuerda con la teoria que dice que la corriente en la base siempre es menor que en el colector y emisor. Ademas se observa que el transistor en esta configuracion tiene una alta impedancia de entrada y una baja de salida, esto queda confirmado con los datos en los cuadros. Ganancia en voltaje no hubo, de nuevo confirma la teoria que dice que la razon entre el voltaje que sale y el que entra es menor a uno para esta configuracion.

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C ONCLUSIONES

La configuracion del transistor en colector com´un nos da una ganancia en potencia debido a su accion amplificadora de corriente mas no de voltaje. Se hace la analogia de esta configuracion con un amplificador operacional el cual en un lazo cerrado tambien ofrece una alta impedancia de entrada y una baja de salida. Dadas las condiciones experimentales, se dice las limitaciones de los equipos en el laboratorio no se pudo cumplir eficazmente la gu´ıa propuesta para el desarrollo de la practica. Por ejemplo en el cuadro II en el 𝑉𝑠𝑎𝑙 se pedia un

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Figura 4. Formas de onda; entrada y salida

valor de 100 mVpp el cual dado el alcance del generador no se pudo obtener. VI.

B IBLIOGRAFIA

@BOOKLibro1, author = ROBERT L. BOYLESTAD , editor = ´ ´ PEARSON EDUCACION, title = ELECTRONICA: TEOR´IA ´ DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRONICOS, year = ´ 2009, edition = DECIMA EDICION,