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• Víctor Renato Díaz Cajas

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• Resistencia Eléctrica y Conductancia

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Escuela Politécnica Nacional

Informe Nº 6

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS PRACTICA Nº 6 AMPLIFICADORES MULTIETAPA (2da. Parte) 1. OBJETIVO: 

Diseñar e implementar un amplificador multietapa con acoplamiento directo y con impedancia de entrada.

2. TRABAJO EN EL LABORATORIO: 2.1. Medir los voltajes de polarización de cada etapa del amplificador. 2.2. Medir los voltajes alternos de entrada y salida de cada etapa del amplificador. 2.3. Graficar (a escala) las formas de onda de entrada y salida del amplificador.

3. INFORME: 3.1. Presentar el diagrama esquemático del circuito implementado en el laboratorio, con los respectivos cambios de haber existido.

R1

RC

33k

1.5k

Q1(C)

VCC

CB1(-)

CB1

18V

Q1

Q2

2N3904

2N3904

1uF

CC1

CC1(-)

1uF

RE1 56

V1 VSINE VA=180mV FREQ=1000hz

R2 6.2k

RE2 430

RE3

RL

1.8k

1.8k

CE 22uF

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3.2. En un cuadro presentar por etapas 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. |

|

A1=20

A2=1

Primera Etapa: |

|

Mediciones DC Referencia

Valor Calculado [v]

Valor Medido [v]

Error (%)

VE

2,01

1,99

1,00

VC

12,40

11,70

5,65

VB

2,71

2,50

7,75

VCE

10,4

11,20

7,69

VRc

5,62

6,90

22,78

VR1

15,30

15,90

3,92

VR2

2,71

2,80

3,32

VRE1

0.21

0,21

0,00

VRE2

1,80

1,85

2,78

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Mediciones AC Referencia

Valor Calculado [v]

Valor Medido [v]

VIN

180m

184m

VOUT

3,60

3,76

Error (%) 2,22 4,44

Segunda Etapa: |

|

Mediciones DC Referencia

Valor Calculado [v]

Valor Medido [v]

Error (%)

VE

11,70

12,00

2,56

VC

18,00

18,01

0,06

VB

12,40

11,60

6,45

VCE

6,34

6,90

8,83

VRE3

11,70

11,90

1,71

Mediciones AC Referencia

Valor Calculado [v]

Valor Medido [v]

VIN

3,60

3,76

VOUT

3,60

3,76

Error (%) 4,44 4,44

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Los errores son causados por el β del transistor debido a que en el diseño se considera un β, y en el práctica el β real es otro, además también influye la tolerancia de las resistencias ya que en el mercado lo usual es encontrar resistencias con tolerancias del 20% lo que provoca variaciones en los valores medidos así como también las aproximaciones aplicadas durante el diseño del amplificador. Los valores medidos en el laboratorio son cercanos a los valores calculados, ya que en la primera etapa se hizo un cambio para poder obtener la ganancia requerida modificando así los valores de voltaje en las resistencias. Los errores en las mediciones AC son despreciables, ya que ajustamos el circuito para obtener valores aproximados a los exactos.

3.3. Realizar los cálculos necesarios para determinar la ganancia de voltaje total y por etapas, compararla con el valor teórico calculado Obtenga el porcentaje de error y justifique el mismo.

Primera Etapa: Valor Calculado: |

|

Valor Medido: |

|

|

|

Ganancia de Voltaje Referencia |

|

Valor Calculado [v]

Valor Medido [v]

Error (%)

20

20

0,00

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Segunda Etapa: Valor Calculado: |

|

Valor Medido: | |

| |

Ganancia de Voltaje Referencia |

Valor Calculado [v]

Valor Medido [v]

Error (%)

1

1

0,00

|

Ganancia Total: Valor Calculado: |

|

Valor Medido: |

|

Ganancia de Voltaje Referencia |

|

Valor Calculado [v]

Valor Medido [v]

Error (%)

20

20

0,00

Los valores de ganancia obtenidos en ambas etapas del circuito en el laboratorio son los valores teóricos calculados, debido a que se realizaron los respectivos cambios para conseguir la medida adecuada, es por esto que el grado de error en la ganancia total es nulo.

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3.4. Graficar en hojas de papel milimetrado a escala, las señales de voltaje de entrada y salida observadas en el osciloscopio, explique las diferencias o semejanzas con las señales obtenidas en la simulación. ANEXO 1 Las señales son prácticamente iguales sin embargo difiriendo únicamente por una mínima diferencia en su amplitud, esta variación depende principalmente de lo mencionado anteriormente, el β en el diseño, además de la tolerancia en las resistencias.

4. CUESTIONARIO: 4.1. Explicar la diferencia en el diseño de un amplificador multietapa con y sin impedancia de entrada. El diseño de un amplificador multietapa sin impedancia de entrada no es necesario tomar en cuenta

por lo tanta tampoco

y a su vez podemos asumir

.

En el diseño de un amplificador multietapa con impedancia de entrada debemos obtener un valor de

que cumpla con la impedancia de entrada, para luego calcular

cumpla también con la impedancia de entrada, posteriormente calcular segunda etapa y al final obtener un

q

de la

que cumpla con la característica de impedancia

de entrada del diseño. Así al final el diseño de un circuito sin impedancia de entrada es mucho más sencillo que uno con impedancia de entrada.

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4.2. Indique que otras configuraciones de amplificadores empleando TBJ existen para obtener una impedancia de entrada alta. Circuito Darlington

En la figura se indica el circuito Darlington, esta configuración esta compuesta de dos transistores en cascada. Esta combinación de transistores posee algunas características especiales que lo hacen ventajoso en ciertas aplicaciones. Por ejemplo, el circuito tiene alta impedancia de entrada, baja impedancia de salida y alta ganancia de corriente. Una desventaja del par Darlington es que la corriente de fuga del primer transistor es amplificada por el segundo. Si los dos transistores se conectan de la manera mostrada en la figura, los betas de los transistores se multiplican, formando una combinación que parece un solo transistor de B alta. El circuito Darlington se puede utilizar en configuraciones EC o SE. La impedancia de entrada de ambos transistores no es la misma, ya que el punto de operación del primer transistor es diferente del segundo. Esto se debe a que la carga equivalente en el primer transistor es B2(RE || RL), mientras que la carga en el segundo transistor es sólo RE || RL. En la práctica, el primer transistor puede tener un manejo de potencia menor que el segundo. La resistencia de entrada del segundo transistor constituye la carga del emisor del primer transistor.

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Par Darlington en emisor común (EC)

Ecuaciones del amplificador Darlington EC

Resistencia de entrada Ganancia de corriente

Ganancia de voltaje

Rent = R1 || R2 || (r1 + 1r2)

Ai  

1 2 (R 1 || R 2 )R C (R 1 || R 2  21 r 2 )( R C  R L ) Av  

R C || R L 2re 2

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5. CONCLUSIONES: Marín Gaviño José 

Que los amplificadores multietapa son muy importante ya que con estos se puede distribuir la ganancia del circuito amplificador cuando esta es muy alta (en este laboratorio la ganancia es muy pequeña para realizar multietapa, con una sola etapa bastaría)



La configuración que se pueda elegir, así como el número de etapas para el diseño está a nuestro criterio, es nuestro caso se diseña primero una etapa de emisor común (aquí ya está amplificando toda la ganancia) y a este circuito se acopla con un colector común (que tiene ganancia 1) el cual da el voltaje de la señal de salida



Hay que tener especial cuidado al momento del diseño ya que es en acoplamiento directo, los voltajes de la segunda etapa tienen que ser lo suficientemente grandes para polarizar a la primera etapa (que no falte voltaje para polarizar la primera etapa), también tiene que cumplir con la impedancia de entrada.



Se puede realizar estos diseños con auto elevación para poder facilitar los cálculos

Gómez Tapia Leonardo 

Los amplificadores multietapa, son muy útiles debido a que con ellos se puede obtener ganancias muy altas la cual es igual al producto de las ganancias parciales de sus etapas.



Se debe dar valores altos de ganancia en la primera etapa y menores en las siguientes para disminuir la distorsión no lineal o de amplitud.



El acoplamiento directo en los amplificadores multietapa es muy útil en las aplicaciones de muy bajas frecuencias.



Los niveles de DC de una etapa están relacionados con los niveles de DC de las otras etapas.



Uno de los problemas asociados con las redes de acoplamiento directo es la estabilidad.



Cuando se tiene un amplificador multietapa en configuración EC-CC y acoplamiento directo no tenemos independencia del Voltaje de polarización, por lo cual se debe chequear voltajes y corrientes en las dos etapas simultáneamente

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6. Bibliografía 

Dispositivos electrónicos, Ing. Antonio Calderón, EPN.



Electrónica fundamental para científicos James J. Brophy



Electrónica Teoría de Circuitos, Boylestad Nashelsky, Prentice-Hall, Octava edición.



Dispositivos Electrónicos, NOVILLO Carlos, Ecuador 2001, Tercera Revisión.



Ing. TRAQUINO SÁNCHEZ, “Circuitos Electrónicos”, EPN, Quito 2004.



http://publico.ing.ues.edu.sv/asignaturas/iel115/capitulo1.pdf



http://www.monografias.com/trabajos14/circuidigital/circuidigital.shtml



http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/1732803/Electr%C3%B3nicaB%C3%A1sica.html



Simulación y Gráficos:

Proteus 7 Professional

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