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• David Del Valle

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA

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PREVIO Nº 4:

Respuesta en baja frecuencia de un amplificador de una sola etapa

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ASIGNATURA:

Laboratorio de Circuitos Digitales

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GRUPO:

Miércoles 16 - 20 horas



SEMESTRE ACADÉMICO:

2019-0



ALUMNO:

Del Valle Chapoñan, Ricardo

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DOCENTE:

Gerónimo Huamán, Celso

Lima - Perú

2019

RESPUESTA EN BAJA FRECUENCIA DE UN AMPLIFICADOR DE UNA SOLA ETAPA

I. INFORME PREVIO 1. En el circuito de la figura 4.1 calcular teóricamente Vb, Vceq, Icq.

Solución Polarizando el circuito se tiene:

Lo cual hallando el Vth y Rth: 𝑉𝑡ℎ = 𝑉2 ∗

𝑅3 𝑅2 + 𝑅3

𝑉𝑡ℎ = 12 ∗

12 = 2.12𝑉 12 + 56

𝑅𝑡ℎ =

𝑅2. 𝑅3 𝑅2 + 𝑅3

𝑅𝑡ℎ =

12 ∗ 56 = 9.88𝐾𝛺 12 + 56

Y aplicando mallas para hallar Icq 𝑉𝑡ℎ = 𝐼𝑏𝑅𝑡ℎ + 𝑉𝑏𝑒 + 𝐼𝑒(𝑅5 + 𝑅6) 𝑉𝑡ℎ =

𝐼𝑐 𝑅𝑡ℎ + 𝑉𝑏𝑒 + (𝐼𝑐 + 𝐼𝑏)(𝑅5 + 𝑅6) 𝛽

𝑉𝑡ℎ =

𝐼𝑐 𝐼𝑐 𝑅𝑡ℎ + 𝑉𝑏𝑒 + (𝐼𝑐 + ) (𝑅5 + 𝑅6) 𝛽 𝛽

𝑰𝑪𝑸 =

𝛽(𝑉𝑡ℎ − 𝑉𝑏𝑒) 𝑅𝑡ℎ + (𝑅5 + 𝑅6)(1 + 𝛽)

Reemplazando: donde 𝛽 ≅ 170 (Medido experimentalmente) 𝑰𝑪𝑸 =

170(2.12 − 0.7) = 𝟏. 𝟖𝟗𝒎𝑨 9.88 + (0.22 + 0.47)(1 + 170)

Hallando Vceq: 𝑉2 = 𝐼𝑐𝑅4 + 𝑉𝑐𝑒 + 𝐼𝑒(𝑅5 + 𝑅6) 𝑉2 = 𝐼𝑐𝑅4 + 𝑉𝑐𝑒 + (𝐼𝑐 + 𝐼𝑏)(𝑅5 + 𝑅6) 𝑉2 = 𝐼𝑐𝑅4 + 𝑉𝑐𝑒 + (𝐼𝑐 +

𝐼𝑐 ) (𝑅5 + 𝑅6) 𝛽

1 𝑽𝑪𝑬𝑸 = 𝑉2 − 𝐼𝑐 [𝑅4 + (1 + ) (𝑅5 + 𝑅6)] 𝛽 𝑽𝑪𝑬𝑸 = 12 − 1.89 [1.5 + (1 +

1 ) (0.22 + 0.47)] = 𝟕. 𝟖𝟓𝑽 170

Hallando Vb: 𝑉𝑏 = 𝑉𝑏𝑒 + 𝐼𝑒(𝑅5 + 𝑅6) 𝑉𝑏 = 𝑉𝑏𝑒 + (𝐼𝑐 +

𝐼𝑐 ) (𝑅5 + 𝑅6) 𝛽

𝐕𝐛 = 0.7 + (1.89 +

HALLANDO EN SIMULACION

1.89 ) (0.22 + 0.47) = 𝟐. 𝟎𝟏𝑽 170

Tabla 4.1

Valor calculado Valor simulado

Vceq (V) 7.85 7.67

Icq (mA) 1.89 1.98

Vb 2.01 2.01

2. Despreciando el efecto de los condensadores calcular la ganancia de voltaje.

Hallando hie: ℎ𝑖𝑒 = ℎ𝑓𝑒 ∗

𝑉𝑡 26𝑚𝑉 = 170 = 2.34𝑘𝛺 𝐼𝑐𝑞 1.89𝑚𝐴

Ganancia de Voltaje (Av): 𝐴𝑣 =

𝑉𝑜 𝑉𝑜 𝑖𝑏 = 𝑉𝑖 𝑖𝑏 𝑉𝑖

Desarrollo: 1. 𝑉𝑜 = −ℎ𝑓𝑒𝑖𝑏(𝑅𝑐//𝑅𝐿) →

2.

𝑉𝑜 = −ℎ𝑓𝑒(𝑅𝑐//𝑅𝐿) 𝑖𝑏

(𝑅𝑖//𝑅𝑡ℎ) 𝑖𝑏 = 𝑉𝑖 𝑅𝑖[(𝑅𝑖//𝑅𝑡ℎ) + ℎ𝑖𝑒 + 𝑅𝑒1(1 + ℎ𝑓𝑒)]

Entonces: 𝑨𝒗 =

−ℎ𝑓𝑒(𝑅𝑐//𝑅𝐿)(𝑅𝑖//𝑅𝑡ℎ) = −𝟒. 𝟗𝟐 𝑅𝑖[(𝑅𝑖//𝑅𝑡ℎ) + ℎ𝑖𝑒 + 𝑅𝑒1(1 + ℎ𝑓𝑒)]

Hallado en simulación:

3. Encontrar la frecuencia de corte para Ci, Co, Ce, mostrando los circuitos equivalentes. 

Para Ci:

𝑅𝑏 ′ = 𝑅𝑡ℎ//(ℎ𝑖𝑒 + 𝑅𝑒(1 + ℎ𝑓𝑒)) = 9.13𝑘𝛺 ℎ𝑖𝑏 =

ℎ𝑖𝑒 = 0.014𝑘𝛺 1 + ℎ𝑓𝑒

𝑉(𝑅𝑡ℎ) = 𝑉𝑖

𝑅𝑏 ′ = 𝑖𝑒(ℎ𝑖𝑏 + 𝑅𝑒) 𝑅𝑏 ′ + 𝑅𝑖 + 𝐶1

𝑖𝑒 𝑅𝑖𝑅𝑏 ′ 1 𝑅𝑖//𝑅𝑏′ 𝐴𝑖 = = ( ′ )( )=( )( 𝑖𝑖 𝑅𝑏 + 𝑅𝑖 + 𝐶1 ℎ𝑖𝑏 + 𝑅𝑒 ℎ𝑖𝑏 + 𝑅𝑒 𝑆 + → 𝑊𝑐1 =

𝑆

) 1 (𝑅𝑏 ′ + 𝑅𝑖)𝐶1

1 1 → 𝒇𝒄𝟏 = = 𝟏. 𝟓𝟕𝑯𝒛 (𝑅𝑏 ′ + 𝑅𝑖)𝐶1 2𝜋(𝑅𝑏 ′ + 𝑅𝑖)𝐶1

4. Cuál de las frecuencias de corte es la que influye en la respuesta de bajas frecuencias del amplificador ¿Por qué? La frecuencia de corte producto del condensador de desacoplo Ce, porque al ser el mayor de las tres frecuencias de corte que hemos obtenido, este nos aproxima al valor constante del ancho de banda.