• Categories
• Transistor
• Electrónica
• Impedancia eléctrica
• Voltaje
• Mosfet

Citation preview

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica Ing. Eléctrica Electrónica Circuitos Electrónicos II Luzmila Lan

EXPERIMENTO Nº 4 AMPLIFICADOR MULTIETAPA Vielka Ibarra 4-770-2117 [email protected] Salvador Miranda 4-766-2223 [email protected] Maribeth Bernal 9-742-1628 [email protected] Dennis Góndola 8-877-1006 [email protected] Aníbal Arjona 4-762-1092 [email protected] Resumen Diseñar un amplificador multietapa (tres etapas) al establecer la fuente de alimentación de los amplificadores en dc que es de 25 V y el voltaje de entrada AC de 50 mV para que se amplifique a 9V, el diseño de este amplificador se lleva a cabo en tres etapas: La primera etapa se realizada con un mosfet; ya que, la impedancia de entrada debe ser grande, lográndolo con autopolarización. Esta impedancia de entrada no se podría conseguir eficazmente con un bipolar sin deteriorar otros aspectos que se requerirán para hacer el circuito. La segunda etapa se realizará con un bipolar, mediante divisor de tensión, con el único objetivo de amplificar. La tercera y última etapa se realizarán con otro transistor bipolar, idéntica a la segunda etapa para aumentar más la amplificación.

Circuitos Electrónicos II

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica Ing. Eléctrica Electrónica Circuitos Electrónicos II Luzmila Lan Introducción Un amplificador se describe un circuito capaz de procesar las señales de acuerdo a la naturaleza de su aplicación. El amplificador sabrá extraer la información de toda señal, de tal manera que permita mantener o mejorar la prestación del sistema que genera la señal (sensor o transductor usado para la aplicación). Se llama amplificador multietapa a los circuitos o sistemas que tienen múltiples transistores y además pueden ser conectadas entre sí para mejorar sus respuestas tanto en ganancia, impedancia de entrada (Zin), impedancia de salida (Zout) o ancho de banda. Las aplicaciones pueden ser tanto de CC como de CA. Descriptores: amplificador, ganancia de voltaje, impedancia de entrada, impedancia de salida. Instrumentos y Materiales  Fuente variable DC  Osciloscopio de dos canales  Generador de señales  Plantilla de prueba  Resistores  Condensadores  BJT y MOSFET Parte 1. Amplificador Multietapa 1. Diseñe un amplificador de tres etapas con las siguientes especificaciones: Rin ≥ 1MΩ R0 ≤ 50Ω AV = +200 ± 10% RL = 500Ω Se requiere MOSFET de enriquecimiento en la primera etapa y BJT en las otras etapas. Utilizar únicamente una fuente DC. Acoplamiento capacitivo. 2. Presentar en el informe Circuito final identificando cada componente. Las corrientes calculadas. Los voltajes DC calculados en cada nodo. La ganancia de voltaje calculada de cada etapa bajo carga. La ganancia de voltaje calculada de cada etapa en vacío. La impedancia de entrada y de salida calculada. 3. Presentar las pruebas experimentales completas

Circuitos Electrónicos II

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica Ing. Eléctrica Electrónica Circuitos Electrónicos II Luzmila Lan Voltajes DC medidos en cada nodo. Voltaje máximo de la señal aplicada para obtener una señal de salida máxima sin distorsión. Ganancia de voltaje medido de cada etapa bajo carga. Ganancia de voltaje medida de cada etapa en vació. La impedancia de entrada y de salida medida. 4. Presentar simulación de cada etapa del circuito diseñado. 5. Presentar un cuadro comparativo entre valores calculados y valores medidos con él % de error. Primeramente se establece la tensión de entrada. La misma será de 50mV pico, por tanto, la salida debe estar alrededor de 10V pico. Teniendo esto, Vcc ≥ 2(10), Vcc ≥ 20, por tanto Vcc = 25V. Haciendo los cálculos correspondientes a cada etapa.

Etapa 1 Se utilizará un MOSFET canal N, de enriquecimiento. Es el 2N6768. Él mismo presenta las siguientes características: Kn = 8.36 mA/V2; Vt = 3.25V ID = 7 mA VRD = 12.5 V Calculando VGS =

±

VS = 25

√ (

√

Id 7 +Vt = ± +3.25 ; con lo que el valor de VGS que tomamos es 4.16V. kn 8.36 1.54 - 4.16 = 4.32 V 1.54+3

)

RS = (32/7x10 ) = 617Ω  619Ω (para ajustarnos a los resistores que tiene el software en su base de datos) RD = (12.5/7x10-3) = 1785Ω  1.8 kΩ Con esto, la primera etapa quedaría así: -3

Circuitos Electrónicos II

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica Ing. Eléctrica Electrónica Circuitos Electrónicos II Luzmila Lan

Zin = (3*1.54) / (3+1.54) = 1.02 MΩ > 1 MΩ Para este tipo de configuración, la ganancia es pequeña, pero tiene de ventaja la alta impedancia de entrada, lo cual da estabilidad al sistema.

Circuitos Electrónicos II

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica Ing. Eléctrica Electrónica Circuitos Electrónicos II Luzmila Lan

onda de entrada y la de salida (sin carga). Con voltaje de salida de 1.31V Etapa 2 y 3 El BJT elegido es el 2N1711, el cual queremos tenga una β=200. Al igual que como diseñó para la etapa anterior, VRC = 12.5 V IC = 12.5 mA (asignado arbitrariamente). Rc = 1kΩ. Tomando en cuenta la ganancia de tensión que queremos de sea de 200: Av =

−Rc ℜ

> -200

Re < Re