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• Roger Garnica

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA, ELÉCTRÓNICA Y SISTEMAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA II GRUPO: D INFORME: PREVIO NÚMERO DE INFORME: 2 DOCENTE: ESTUDIANTE: PUNO – PERÚ 2019

PRACTICA DE LABORATORIO N° 2 AMPLIFICADOR DIFERENCIAL INTRODUCCION: El amplificador diferencial es un circuito que constituye parte fundamental de muchos amplificadores y comparadores y es la etapa clave de la familia lógica ECL. En este tema se describen y analizan diferentes tipos de amplificadores diferenciales basados en dispositivos bipolares y FET. Se abordan técnicas de polarización y análisis de pequeña señal introduciendo los conceptos en modo diferencial y modo común que permiten simplificar el análisis de estos amplificadores. Por último, se presentan y estudian amplificadores diferenciales integrados complejos que resultan muy útiles como introducción a los amplificadores operacionales.

Análisis de un amplificador diferencial básico bipolar El amplificador diferencial constituye la etapa de entrada más típica de la mayoría de los amplificadores operaciones y comparadores, siendo además el elemento básico de las puertas digitales de la familia lógica ECL. En la figura 6.1.a aparecer la estructura básica de este amplificador. Uno de sus aspectos más importantes es su simetría que le confiere unas características muy especiales de análisis y diseño. Por ello, los transistores Q1 y Q2 deben ser idénticos, aspecto que únicamente se logra cuando el circuito está fabricado en un chip. Realizar este amplificador con componentes discretos pierde sus principales propiedades al romperse esa simetría. A continuación, se realiza un análisis de este amplificador, primero en continua y luego en alterna donde se introducen los conceptos de configuración en modo común y modo diferencial.

V CC

V CC

RC

RC

IC

v o1

v i1

v o2

~

Recta de carga estática

R C +2R E

Q2

Q1

+

V CC

+

~

v i2

I CQ

Q

I BQ

RE

—V CC

V CEQ

2V CC

V CE

RESPONDA LAS SIGUENTES PREGUNTAS CON PALABRAS SENCILLAS

1. ¿Cómo funciona un amplificador diferencial con transistores? Grafique y señales sus partes. El amplificador diferencial tiene el funcionamiento con los transistores de 2 entradas v1 y v2. Si la tención de V1 aumenta, la corriente del emisor del transistor Q1 aumenta, causando una caída de tención en Re. Si la tención de V2 se mantiene constante, la tención entre base y emisor del transistor Q2 disminuye, reduciéndose también la corriente del emisor del mismo transistor.

2. ¿Qué es la tensión diferencial aplicada al amplificador diferencial? Se llama amplificador diferencial a un dispositivo que amplifica la diferencia entre dos voltajes de entrada, pero que suprime cualquier voltaje de entrada, y también que que suprima cualquier voltaje común a dichas entradas.

3. ¿Qué es la tensión offset de salida? El voltaje de desplazamiento (o⁄set voltage) en la salida, vos, es producto de tres fuentes: IB, Iio; Vio. El proceso de compensaci n consiste en anular este error de corriente continua y para realizar Østo se deben evaluar los efectos de IB y Vio.

4. Describa dos aplicaciones muy conocidas de los amplificadores diferenciales.  

ENTRADA Y SALIDA SIMETRICA: es la forma más típica de un amplificador diferencial: tiene dos entradas v1 y v2. El voltaje de salida se obtiene de la diferencia entre las salidas de los colectores. ENTRADA ASIMETRICA Y SALIDA SIMETRICA: En algunas aplicaciones solo se usa uno de los terminales de entrada con la otra conectada a tierra, mientras que la salida se obtiene entre los colectores de los dos transistores del circuito.

5. ¿Cómo se realiza el análisis en corriente continua de un amplificador diferencial? Grafique y señales sus partes. En el caso de que vi1 y vi2 sean componentes de pequeña señal, y suponiendo que h FE>>1, entonces se puede extraer del circuito de la figura 6.1.a la siguiente relación 0 ≈ VBE + (IE1 + IE2)RE − VCC La simetría del circuito y el hecho de que Q1 y Q2 son transistores idénticos hace que I E1=IE2=IE de forma que I E

≈ IC = VCC − VBE 2R E

La ecuación de recta de carga estática se obtiene aplicando KVL a la malla colector-emisor de los transistores:

2VCC ≈ VCE + IC(RC + 2RE) Esta recta se encuentra dibujada en la figura 6.1.b. La situación del punto de trabajo define los límites de variación de señal de entrada y el rango de funcionamiento lineal permisible. La máxima amplitud de salida se consigue cuando V CEQ=VCC.

6. ¿Cómo se realiza el análisis en corriente alterna de un amplificador diferencial? Grafique y señales sus partes. Para el estudio en C.A. utilizaremos el modelo equivalente en π del transistor (en el cual despreciamos el valor de r0 por suponerla de valor mucho mayor que R C). Comenzamos el análisis del circuito de la Fig. 2, cortocircuitando las fuentes de C.C (y por tanto V mc). Entonces, según las ecuaciones cuatro y cinco

vs1 = vmd ec14. vs2 =− v2md ec15.

7. ¿Qué es el CMRR? Es un factor de rechazo al modo comun es uno de los parametros de un amplificador operacional.

8. Incluya la hoja de datos (datasheet) de los componentes indicados en la sección II MATERIALES, COMPONENTES Y EQUIPAMIENTO.