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Curso: Electrónica Analógica II

Informe de laboratorio II

Elaborado por: Joel Josué Bolaños González Lesther Salomón Borge Campos Arnoldo Osmar Noguera Silva

Docente: Dora Inés Reyes Chávez

Carrera: Ingeniería Electrónica

Turno: Vespertino

Grupo: 3T2-Eo Fecha: 17/05/2015

Introducción

Durante asignaturas previas hemos estudiado el comportamiento del transistor BJT en sus diferentes configuraciones ante pequeña señal, así también como difieren los cálculos teóricos con los resultados obtenidos mediante la práctica. En este laboratorio se procederá a analizar parámetros adicionales del transistor los cuales son: frecuencia de corte en alto (“FH”), frecuencia de corte en bajo (“FL”) con la finalidad de determinar el comportamiento del transistor en sus diferentes configuraciones ante pequeña señal.

Objetivo Determinar teóricamente y mediante medición las frecuencias FL y FH de un amplificador.

Desarrollo

Para llevar a cabo con éxito el laboratorio se requirió la obtención de FL y FH de forma teórica (anexados al final del informe) y se utilizaron los siguientes medios:     

Osciloscopio X Multímetro X Fuente DC Generador de funciones Breadboard

Así también se utilizó: 1) 560Ω (1/4 W) 2) 8.2K Ω (1/4 W) 8 3) 2 resistores de 2.2K Ω (1/4 W) 4) 1.8K Ω (1/4 W) 5) 680 Ω (1/2 W) 6) 2 Capacitores 470nF 7) 1 Capacitor 220µF 8) Transistor 2N3904

Se procedió a construir el siguiente circuito:

Fig. 1. Luego se procedió a completar la siguiente tabla con los resultados obtenidos: Medidas ABM FL FH

Valor práctico -17.53 38Hz 3.19MHz

Valor teórico -109.62 179Hz 39Mhz

% Error 16% 21% 76%

Preguntas de repaso. 1) ¿Qué pasaría con la FH de su circuito si usted sustituye el transistor por otro con una FT mayor? c) No cambia ya que es independiente del transistor. 2) Si la resistencia de carga aumenta que pasa con la F H de su circuito: a) Aumenta 3) ¿Qué pasa con la FL si sustituimos el capacitor de 220F por uno de 10F? b) Disminuye 4) ¿Cuál es la tendencia a seguir por la ganancia en la banda media si aumentamos el V CC? b) Tiende a aumentar.

Conclusión La construcción de un circuito que permita el análisis de la respuesta en frecuencia de los transistores nos facilita la comprensión de este fenómeno, a su vez, realizar el análisis teórico de

los transistores previo a la práctica de laboratorio permite la verificación de los resultados obtenidos; de tal forma nos permitirá la comprensión de dispositivos y/o sistemas que implementen transistores para conocer su funcionamiento, así también nos facilitara la construcción de sistemas y/o dispositivos que los implementen.

Anexos

Malla 2.

Malla 1.

Fig. 2. Se procede a realizar el análisis DC para el circuito de la Fig. 1 obteniendo el circuito de la fig. 2. Vth= 1.8�∗18� /(1.8�Ω+8.2�Ω) = 3.24V. RTH= 1.8�∗8.2� / (1.8�Ω+8.2�Ω)= 1.47 KΩ.

Realizando “LKV” en malla 1 y malla 2 obtenemos: IE = (3.24V – 0.7V) / (1476Ω/ 201 + 680) = 3.69mA. Vce = 18V – 3.69mA(2880) = 7.37V.

Realizando el análisis AC y cortocircuitando los capacitores en la figura 1 obtenemos: Vi + Vo -

Vi’

Donde R1 = 610 Ω, r2 = rb = 10Ω, R3 = rπ = 1416.26Ω, RL1 = R4 || R5. Analizando el circuito encontramos que Vo = -gmRL1Vπ, donde Vπ = Vi’rπ/ (rb + rπ). Vi’ = ViRth / (Rth+ R1). Vi’/Vi = Rth / (Rth+ R1) = 0.7076. Vo = -gmVi’ (rπ/ (rπ+rb)) RL1. Vo/Vi’ = - RL1/( rb/201 + re ) = -154.93. Avm = Vo/Vi’ * Vi’/Vi = -109.62.

Se procede a calcular FL y FH tomando en cuenta las capacitancias externas al transistor, dando como resultado el siguiente circuito:

Fig. 3. FL = WL/2π = 179Hz WL = 1/τc1 + 1/τc2 + 1/τc3 = 1,130.04 rad/seg τc2 = (R6 + R7)*C2 = 2.068ms τc1 = [R1 + Rth || (rb + r π)]*C1 = 0.5861 ms Utilizando fuente y corriente de prueba para encontrar τc3 obtenemos lo siguiente: τc3 = [(Rth + rb + r π) / (1 + gm*(Rth + rb + rπ )]*C3 = 1.5498ms

Ahora procedemos a calcular FH, tomando en cuenta las capacitancias internas del transistor, dando como resultado el siguiente circuito:

FH = WH / 2π = 39MHz WH = 1/τc1 + 1/τc2 = 247,770,388rad/seg τc2 = (R4 || R5) * C2 = 2.2 E - 9 τc1 = [(R1 || Rth + rb) || rπ ] * C1 = 3.806 E - 9