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• Franco Cerna

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I.

Objetivos -

II.

Investigar la influencia de los condensadores de acoplo y desacoplo sobre el punto de corte inferior de un amplificador de audio.

Marco Teórico Respuesta en baja frecuencia: Se verá como los capacitores de acoplamiento y puenteo afectan la ganancia de voltaje de un amplificador en bajas frecuencias donde las reactancias de los capacitores de acoplamiento y puenteo son significativas. En el intervalo de frecuencias medias de un amplificador los efectos de los capacitores son mínimos y pueden ser despreciados. Pero a menor frecuencia mayor es la reactancia de los condensadores, por lo tanto, se tiene que tener en cuenta los capacitores en el momento del análisis del amplificador ya sea BJT o FET. La ganancia de voltaje y la fase de amplificadores acoplados capacitivamente se ven afectados cuando la frecuencia de señal se encuentra por debajo de un valor crítico eso quiere decir, cuando se encuentra en baja frecuencia.

III.

Informe Previo

1. En el circuito de la siguiente Figura 4, calcular VB, VCEQ, ICQ, IB.

V1 12 V

Figura 4 Rg

Ci

1kΩ

22µF

R2

Rc

56kΩ

1. 5kΩ

Co 22µF

2N 2222

Re1 Vg

R1

220Ω

12kΩ

RL Ce

Re2 47µF 470Ω

10kΩ

Hacemos el equivalente Thevenin:  Vth=12*12K/ (12K+56K) =2.12v  Rth=12K//56K=12K*56K/ (12K+56K) =9.88kΩ

Ic

R1 1. 5kΩ

V1

RTh

Ib

12 V MALLA 2

9. 88kΩ

VTh 2. 12 V

-

MALLA 1

690Ω

Ie

En la primera malla:

LVK:

2.12=9.88K*IB+VBE+690*IE

Pero:

IE=IC+IB

Y

Re

IC=βIB

1.47=9.88K+690+690*β*IB Sabemos que β=120 y reemplazando obtenemos el valor de IB IB=15.74 μA → ICQ=1.89 mA

LVK:

En la segunda malla:

12=1.5K*IC+VCE+690*IE

Reemplazando los valores de IC=1.89 mA y de IE= (1+ β) IB=121*15.74 μA=1.9mA Y despejando VCEQ tenemos:

VCEQ=7.85 V

2. Despreciando el efecto de los condensadores (frecuencias medias), calcular la ganancia de voltaje.

V1 12 V

Rg

Ci

1kΩ

22µF

R2

Rc

56kΩ

1. 5kΩ

Co 22µF

2N 2222

Re1 Vg

R1

220Ω

12kΩ

RL Ce

Re2 47µF 470Ω

10kΩ

Al despreciar el efecto de los condensadores y realizar el circuito equivalente en corriente alterna nos quedaría de esta forma:

Rg

Ib1

Ii

+

1kΩ

Vg

R2

R1

Hie

56kΩ

12kΩ

1.65kΩ

HfeIb1

Rc

RL

1.5kΩ 10kΩ

Vo

_

Av=VoVg=Vo/ib*ib/Vi*Vi/Vg hie=120*26 mV/1.89 mA hie=1.65KΩ RB=R1//R2=12K//56K=9.88KΩ Tenemos: Vo=βib(Rc//RL) Voib=β(Rc//RL) Vi=ib(hie+β+1Re1) ibVi=1(hie+β+1Re1) Vg(Rg+RB//(hie+Re1(β+1)))RB//(hie+Re1(β+1))=Vi ViVg=RB//(hie+Re1(β+1))(Rg+RB//(hie+Re1(β+1))) Finalmente: Av=VoVg=Voib*ibVi*ViVg Av=β (Rc//RL)*1(hie+(β+1)Re1)*RB//(hie+Re1(β+1))(Rg+RB//(hie+Re1(β+1)))

Reemplazando: Av=120(1.3K)*1(1.65K+121*220)*9.88K//(1.65K+220(121))(470+9.88K//(1.65K+220(121))) Av= (91K)*1(16.69K)*6.21K(6.68K) Av=5.18V 3. Encontrar la frecuencia de corte para Ci, Co, Ce mostrando los circuitos equivalentes. -

Analizamos con el efecto del condensador Ci:

Ii

Rg 1kΩ

Ci

Ib1 +

22µF

Vg

R2

R1

Hie

56kΩ

12kΩ

1. 65kΩ

HfeIb1

Rc

RL

1. 5kΩ

10kΩ

Vo

_

Primero hallamos la resistencia total en los bornes del capacitor Ci Rin=R1//R2// (hie+ (Re1) (1+hfe)) Rin=9.88K//(1.65K+0.22K*121)=8.8K Entonces: fLi=1/2π (Rg+Rin) Ci fLi=1/2π (1K+7.32K) *22μ fLi=0.869Hz

-

Analizamos con el efecto del condensador Co:

Rg

Co

Ib1

Ii

+

1kΩ

Vg

R2

R1

Hie

56kΩ

12kΩ

1.65kΩ

HfeIb1

Rc

22µF

1.5kΩ

RL 10kΩ

Vo

_

Hallamos la resistencia Thevenin para Co Ro=Rc+RL Ro=1.5K+10K=11.5K Entonces la frecuencia de corte es: fLi=1/2π(Rc+RL)Cc fLi=1/2π(1.5k+10K)*22μ fLi=0.62 Hz

-

Analizamos con el efecto del condensador de desacoplo Ce:

Rg

Ib1

Ii

+

1kΩ

Vg

R2

R1

Hie

56kΩ

12kΩ

1.65kΩ

HfeIb1

Rc

RL

1.5kΩ

10kΩ

Vo

_

Ie

Re2 220Ω

Re1 470Ω

Calculando la resistencia Thevenin para el capacitor Ce Re’=[[(Rg//RB+hie)/(β+1)]+Re1]//Re2 Re’=[[(1K//9.88K+1.65K)/(120+1)]+220]//470 Re’=241.1//470 Re’=159Ω Entonces la frecuencia de corte debido a Ci es: fLi=1/2πRe’Ce fLi=1/2π*159*47 μ fLi=21.56 Hz

Ce 47µF

4. ¿Cuál de las frecuencias de corte es la que influye en las respuestas de bajas frecuencias del amplificador? ¿Por qué? Como las frecuencias de corte de los condensadores de acoplamiento son muchos menores con respecto a la frecuencia de corte del condensador de desacoplo: 21.56 Hz>>0.62 Hz

^

21.56 Hz>>0.869Hz

Entonces la frecuencia de corte máxima determinara en esencia la frecuencia de corte inferior para todo el sistema. Eso quiere decir que la frecuencia de corte que influye en las respuestas de baja frecuencia es la del condensador de desacoplo.

IV.

Conclusión -

V.

Al ser respuesta en baja frecuencia el Xc será diferente de cero por lo cual los condensadores serán indispensables en el desarrollo de los circuitos.

Bibliografía

1. Principios de Electrónica

Malvino Bates

2. Electrónica: Teoría de Circuitos y dispositivos Electrónicos Boylestad Nashelsky 3. Respuesta en frecuencia de Amplificadores

Huircan J.Carrillo R.