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FIEE-UNMSM. Alegria, Lizama, Montoya, Pasache. Alta Frecuencia del Amplificador de una sola etapa.

Respuesta en Alta Frecuencia de un amplificador de una sola etapa Alegria Jimenez, Karla; Lizama Lucero, Leonardo; Montoya Jimenez, Humberto; Pasache Ramos, Gabriel [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica - UNMSM Resumen: El objetivo de este laboratorio fue estudiar el comportamiento en altas frecuencias de un amplificador de audio. Para este laboratorio fue necesario el uso del osciloscopio, multímetro, generador de señales, fuente de poder DC, transistores, resistencias, condensadores, conectores, Protoboard. Llegamos a la conclusión que en altas frecuencias aparecen las llamadas capacidades parásitas del transistor, se obtuvo una señal de salida desfasada 180° para cada valor de frecuencia.

Cbe simplemente aparece como una capacitancia a tierra de ca, como muestra la figura 10-32, en paralelo con Cent(Miller). Viendo el colector, Cbc aparece en la

Índice de Términos: Amplificador de una etapa, respuesta a alta frecuencia, capacidades parásitas. I. INTRODUCCIÓN: La Respuesta en alta frecuencia de circuitos con transistores está fijada por los condensadores internos y las constantes de tiempo asociadas. Un circuito equivalente en ca en alta frecuencia para el amplificador basado en BJT de la figura 10-31(a) se muestra en la figura 10-31(b). Observe que los capacitores de acoplamiento y puenteo se tratan como cortos efectivos y no aparecen en el circuito equivalente. Las capacitancias internas,Cbe y Cbc, las cuales son significativas sólo en altas frecuencias, sí aparecen en el diagrama. Como previamente se mencionó, Cbe en ocasiones se llama capacitancia de entrada Cib y Cbc es ocasiones se llama capacitancia de salida Cob, Cbe se especifica en hojas de datos a un cierto valor de VBE. Amenudo, una hoja de datos registrará Cib como Cibo y Cob como Cobo. La o como la última letra en el subíndice indica que la capacitancia se mide con la base abierta. Por ejemplo, un transistor 2N2222A tiene una Cbe de 25 pF a VBE _ 0.5 V de cd, IC _ 0 y f _ 1 MHz. También, Cbe se especifica a un cierto valor de VBC. El 2N2222A tiene una Cbc máxima de 8 pF a VBC _ 10 V de cd. Teorema de Miller en análisis en alta frecuencia Aplicando el teorema de Miller al amplificador inversor de la figura 10-31(b) y utilizando la ganancia en frecuencias medias, se tiene un circuito que puede ser analizado en cuanto a respuesta en alta frecuencia. Viendo desde la fuente de señales, la capacitancia Cbc aparece en la capacitancia de entrada Miller de la base a tierra.

capacitancia de salida Miller del colector a tierra. Como muestra la figura 10-32, la capacitancia de salida Miller aparece en paralelo con Rc.

Estas dos capacitancias Miller crean una circuito RC de entrada de alta frecuencia y un circuito RC de salida en alta frecuencia. Estos dos circuitos, el de entrada y el de salida difieren en baja frecuencia, los cuales actúan como filtros pasoaltas porque las capacitancias están a tierra y por consiguiente actúan como filtros pasobajas. El circuito equivalente en la figura 10-32 es un modelo ideal porque se desprecian las capacitancias parásitas provocadas por las interconexiones del circuito.

FIEE-UNMSM. Alegria, Lizama, Montoya, Pasache. Alta Frecuencia del Amplificador de una sola etapa.

II. MATERIALES Y MÉTODOS

CIRCUITO PRÁCTICO

A. Equipos, materiales y herramientas utilizados.

Circuito de la figura 4.1 implementado

 Transistor 2n2222  Resistores (1/4 W): 56k, 12k, 10k, 1.5k, 0.68k, 1k  Condensadores 2(22uf), 100uf  Multímetro digital  Generador de señales  Fuente DC  Protoboard B. Esquemas El siguiente circuito fue el que implementamos:

FIGURA 4.1

GANANCIA VS. FRECUENCIA fo=50Hz

PUNTO Q DE LA FIGURA 4.1:

fo=100 Hz

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fo=1KHz

fo=500KHz

fo=200KHz

f0= 10 KHz

fo=100KHz

fo=700KHz

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fo=1MHz 500 KHZ

Av 700 KHZ

f0

200 KHZ

1 MHZ

2 MHZ

Vi

136mv 140mv 140mv 152mv 148mv

Vo

5.67v

4.07v

3.03v

2.04v

1.27v

Av

41.69

29.07

21.64

15.79

8.58

IV. ANÁLISIS DE RESULTADOS  C. Procedimiento. 1. Realice la simulación del circuito mostrado en la figura 4.1. Encuentre el punto de trabajo y complete la tabla 4.1.



2. Implemente el circuito de la figura 4.1. Establezca como señal de salida del generador una onda sinusoidal de 10KHz, con el mayor nivel de amplitud posible que permita obtener una señal sin distorsión de amplitud a la salida del amplificador.

En los resultados podemos ver que tenemos algunas capacitancias parasitarias a altas frecuencia. Para una mejor obtención de los resultados, empleamos el modelo híbrido, ya que este resulta mejor en altas frecuencias.

Av vs. Frecuencia 50

45 40

3. Despreciando el efecto de los condensadores (frecuencias medias) determine experimentalmente la ganancia de tensión y halle el punto de trabajo. Complete la tabla 4.1

35 30 25

III. RESULTADOS

20 15

Tabla 4.1 VCEQ (V)

ICQ (A)

7.58

2.02 m

Valor Simulado Valor Medido

10 5 0

7.54

1

2.06 m

Tabla 4.2

100 HZ

Av 1 KHZ



10 KHZ

100 KHZ

f0

50 HZ

Vi

152mv 148mv 140mv 152mv 148mv

100

10000

1000000

Cuando la salida del amplificador cae en 0.707 de su valor en frecuencias medias, observamos la frecuencia en ese punto y a partir de ese momento ocurre la caída de la ganancia a un valor casi nulo.

V. CONCLUSIONES Vo

3.51v

5.03v

6.55v

6.63v

6.07v

Av

23.09

33.99

46.79

43.62

41.01



A altas frecuencias aparecen las llamadas capacidades parásitas del transistor.

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



La mejor manera de poder realizar el análisis en altas frecuencias es utilizando el modelo de parámetro híbrido π. También observamos que la señal de salida se encuentra desfasada 180° con respecto a la señal de entrada, pero esto no impide que el circuito amplifique.

REFERENCIAS: 

 

Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. Décima edición –Robert L. Boylestad. Circuitos electrónicos – Schilling Principios electrónicos – Malvino.