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FIEE-UNMSM. Berríos, Sanchéz , Sanchéz .RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA DE UN AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA DE UN AMPLIFICADOR DE UNA SOLA ETAPA Berríos, Eleazar. Sanchéz, Jesús. Sánchez, Pedro. [email protected]

[email protected], [email protected] [email protected]

Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica - UNMSM

Resumen—En resumen esta experiencia trata fundamentalmente en determinar las características bajo las que se encuentra un amplificador cuando lo trabajamos a alta frecuencia. Una de las conclusiones más importantes sobre esta experiencia es saber que para alta frecuencia los resultados obtenidos de realizar las respectivas mediciones divergen no por poco de nuestros números teóricos.simulados -. Índice

de Términos—Osciloscopio, transistores, condensadores, señal sinusoidal.

multímetro,

I. INTRODUCCIÓN

reemplazar los condensadores por su equivalente corto es una manera de generar las capacitancias parásitas, estas se harán evidentes al intentar hallar la ganancia y la frecuencia de corte del transistor. Estas capacitancias parasitas se encontraran entre: Base – Emisor, Emisor – colector, Colector – base, todos estos de los terminales de un transistor BJT. De la cual tendremos que hacer un análisis en especial a parte de lo hecho cuando hablamos de un análisis en baja frecuencia, de la cual como resultado de esta análisis en alta frecuencia encontraremos: La frecuencia de corte entre la zona media y alta del transistor, la fβ y fH.

Cuando se trata de analizar el comportamiento de un BJT en altas frecuencias la reactancia capacitiva tiende a disminuir, y su vez disminuye el voltaje de salida (en las terminales del capacitor), así como la corriente que circula por este.

Figura 1.2

La figura 1.2 representa el Circuito Thévenin para la red de entrada. Figura 1.1 En la figura 1.1 cumple la ecuación :

1

Xc = 2𝜋𝑓𝐶 Además se cunple en enunciado mencionado con anterioridad. Para analizar el punto de corte de -3dB hay dos puntos importantes a evaluar la capacitancia de la red y saber que tanto los valores de evaluar como la función del transistor en si son dependientes de la frecuencia. Nos damos cuenta que según ecuación que acabamos de conocer que si la frecuencia es alta, el valor de la impedancia capacitiva tiende a ser 0, osea en términos de funcionamiento para el circuito se dice que actúa como cortocircuito, Informe final de práctica de laboratorio

Figura 1.3

La figura 1.3 representa el Circuito Thévenin para la red de salida.

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II. MATERIALES Y MÉTODOS A. Equipos ,materiales y herramientas utilizados Multímetro. Generador de señales. Osciloscopio. Fuente de poder DC. Punta de prueba de osciloscopio. 1 transistor 2N2222. Resistores de 56KΩ, 12KΩ, 10KΩ, 1.5KΩ, 1KΩ, 0.68KΩ Condensadores de 100uF y 2 de 22uF. Protoboard.

Figura 2.3

En esta última figura se muestra el miliamperímetro que usaremos para realizar las mediciones

B. Esquemas

C. Procedimiento

1. Determine la ganancia de tensión que se presenta a frecuencias medias. Complete los campos correspondientes de la tabla 5.1. 2. Implemente el circuito mostrado en la figura 5.1. 3. Establezca como señal de salida del generador una onda sinusoidal de 10KHz, con el mayor nivel de amplitud posible que permita obtener una señal sin distorsión de amplitud a la salida del amplificador. 4. Despreciando el efecto de los condensadores (frecuencias medias), determine experimentalmente la ganancia de tensión y halle el punto de trabajo.

Figura 2.1

.

III. RESULTADOS

Figura 2.2

En la figura 2.2 se muestra el circuito de la figura 2.1 implementado en protoboard.

Informe final de práctica de laboratorio

Valor calculado Valor simulado Valor medido

VCEQ (V)

ICQ (mA)

Av

7.78

1.945

6.52

7.629

2.001

6.454

7.9

2.1

6.27

Valor calculado: Para hallar VCEQ e ICQ, desarrollamos en análisis DC, en otras palabras quitamos los condensadores: VCEQ =7.78V, ICQ =1.945mA Y para hallar Av, colocamos los condensadores y trabajamos en análisis AC, hallamos la tensión de salida y la dividimos con la de entrada: Av=6.52 Valor simulado

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decibeles vs frecuencias 50 0 1

100

10000

1000000

-50 -100 -150 -200

IV. ANÁLISIS DE RESULTADOS Cuestionario: 1) Grafique en papel semilogarítmico la ganancia de tensión expresada en dB, versus la frecuencia. Comente su gráfico.

Observamos en esta gráfica, echo en el programa Excel a una escala semilogarítmica, ocurre una alteración de la ganancia al aumenta la frecuencia porque hay frecuencias que están en función del transistor y la correcta polarización del transistor nos da un preciso valor del factor de polarización.

Frecuencia alta de la entrada:

2) De acuerdo de su grafico encontrar fH y con este dato calcular (𝐶𝑏 ′ 𝑒 + 𝐶𝑏 ′ 𝑐(1 + 𝐴𝑣𝑅)) y verificar la aproximada de la pregunta 3 del informe previo. Informe final de práctica de laboratorio

Frecuencia alta de la salida:

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[4]Charles A. Schuler “Electrónica, Principios y Aplicaciones”

2) ¿Qué conclusiones obtuvo del experimento?  En esta experiencia se pudo demostrar que cuando el transistor opera como un amplificador en altas frecuencias entonces frecuencia de corte estará determinada por el valor de las frecuencias de cortes de los condensadores, independientemente uno de otro.  Vemos que en altas frecuencias aparecen las capacidades parásitas del transistor: Cbe, Cbc y Cce.  Observamos que ocurre la caída del ancho de banda hasta lograr un valor casi nulo que se da a cierta frecuencia, cuando la salida del amplificador cae en 0.7 de su valor en frecuencias medias.

V. CONCLUSIONES  Vemos que en altas frecuencias aparecen las capacidades parásitas del transistor: Cbe, Cbc y Cce.  Observamos que ocurre la caída del ancho de banda hasta lograr un valor casi nulo que se da a cierta frecuencia, cuando la salida del amplificador cae en 0.7 de su valor en frecuencias medias.  La mejor manera de realizar el análisis en alta frecuencia es utilizando el modelo de parámetro híbrido (π), puesto que aparecen los parámetros deseados.  Cuando el condensador está en una parte de la resistencia del emisor y lo conectamos a toda resistencia del emisor, obtenemos una máxima amplificación del circuito que nos da un amplificador con mayor rango de amplificación. REFERENCIAS 1]Robert L. Boylestad “Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos” (10ma edición). [2] David A. Hodges “Darlington’s Contributions to Transistor Circuit Design [3] Malvino “Principios de electrónica”

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