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LABORATORIO No.1AMPLIFICADOR MULTIETAPA

GRUPO LUIS EMILIO LAGUADO ANGEL

Código: 1160240MARIO SERGIO ECHAVARRIA PEÑARANDA

Código: 1160121BRYAN ARLEY VERA GOMEZ

Código: 1160261

Resumen

En el presente documento se va a trabajar en el diseño de un amplificador con características especificas ( AV>250, Vout=12vp-p, Rin>100kΩ, Rout<=100Ω, Fl<40Hz, fh>40Khz, Vcc=+-12v), el cual implementaremos mediante varias etapas con transistores BJT, evaluaremos los valores teóricos, prácticos y simulados, guiándonos por la guía de laboratorio #1 del ingeniero Jose Alejo Rangel Rolon.

AbstractThis paper is going to work on the design of an amplifier with specific characteristics (AV> 250, Vout = 12vp-p, Rin> 100kΩ, Rout = 100Ω, Fl <40Hz, fh> 40Khz, Vcc = +-12V) which implement through several stages with BJT transistors, evaluate the theoretical values, and simulated practical, guided by the guide laboratory # 1 engineer Jose Alejo Rangel Rolon.

Palabras claves

Transistor, BJT, amplificación, ganancia, resistencia, recta de carga.

I. INTRODUCCIÓN

El BJT (Bipolar Junction Transistor, en español transistor de unión bopolar)

es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.Su descubrimiento ha hecho un gran a porte a la microelectrónica en cuanto a avances, siendo usado para varias aplicaciones, en nuestro caso para la amplificación de una señal.

II. CUERPO DEL INFORME

Objetivos:

Objetivo general

Diseñar un amplificador multietapa con transistores BJT. Objetivos específicos

Mediante los conceptos establecidos en los transistores BJT implementar y evaluar los valores de operación de un amplificador multietapa.

Desarrollar habilidades de diseño de amplificadores multietapa.

Relacionar los resultados de la simulación y la implementación en protoboard para establecer nuevos conceptos.

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Marco teórico:

Polarización Vb=2Vcc*R2/(R1+R2) Rb=R1//R2 Ib=(Vb-0.7)/

(Rb+(βRe) Ic=βIb Rп=Vt/Ib

Colector Común:Fórmulas de diseño:

Rl=Re Rac=Re//Rl Rdc=Re Icq=(2Vcc)/(Rdc+Rac) Rc=0.1BRe Vb=Icq(Rb/b+Re)+Vbe-Vee Rv=R1//R2 Vb=(24/(R1+R2))-12 Av=(-β(Rc//Rl))/Rп+βRe

Formulas de Analisis:

Av=(Re(B+1))/(Rп+Re*(B+1)) Zi=(1/Rb+1/(Rп+Re(B+1)))^-1 Zo=(1/Re+(β+1)/Rп)^-1

Emisor Comun:Formulas de diseño:

Rac= Rc//(RL + RE1) Rin=Rout etapa anterior. Av=[-β(Rc//Rl)]/[Rп+(β+1)Re] Rb=0.1βRe Rп=βVT/ICQ Vb=(Vbe)+(1.1*Re*IcQ) Rb=R1//R2 RIN=RB//(Rп+βRE) Re=Re1+Re2

Fórmulas de análisis Av=(Rc*β)/(Rп+Re1(β+1)) Zi=(1/Rb+1/(Rп+Re1(B+1)))^-

1

Zo=Rc

PROCEDIMIENTO

Como entre las especificaciones del diseño se necesita una ganancia superior a 100 tuvimos la necesidad de implementar más de una etapa:

ETAPA 5:

Rac=RL//RERL=RE=100ΩRac=50ΩZin=1,81KΩRdc=RE=100ΩICq=VCC/(Rac+Rdc)=160MaVCq=ICq*Rac=8vRB=0.1*β*RE=2KΩVBB=0.3vR1=RB/(1-VBB/2VCC)=2,7KΩR2=2VCC/VBB * RB=7,62KΩRп=βVT/ICq=32,5Ω

AV=VO/VSAV=βRE/(Rп+βRE)AV=0.993 aprox. = 1

FIG.1- Etapa 5 (Seguidor Emisor)ETAPA 4:

AV=RC//RL/RE7=905/RE

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RE=100ΩRAC=(RC//RL)+RE=1,035KΩRDC=RE+RC=2KΩ

ICQ=7,9maVCEQ=8,17vRB=O,1*β*RE=2,6KΩVBB=1,8V

Rп=658,22ΩR1=2,8KΩR2=34,66KΩZIN=2,73KΩ

FIG. 2- Etapa 4 (Emisor Comun)

ETAPA 3:

RC=RL=ZINanterior=2,73KΩAV=RC//RL/REAV=7RE=192,8ΩRAC=1,54KΩRDC=2,57KΩ

ICQ=5,83maRB=4,52KΩVBB=1,93VR1=5,02KΩR2=51,45KΩ

FIG. 3- Etapa 3 (Emisor Comun)

ETAPA 2:

RC=RL=4,21KΩRE=300ΩRC//RL=2,1KΩRAC=2,41KΩRDC=4,51KΩ

ICQ=3,47maRB=5,4KΩVBB=1,85V

RB=10KΩR1=5,85KΩR2=70KΩZIN=4,92KΩRп=1,35KΩ

FIG. 4- Etapa 2 (Emisor Comun)

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ETAPA 1:

RAC=RL//RE=3,29KΩRDC=10KΩICQ=180maRB=63,75KΩ

VBB=8,5VR1=180KΩR2=1,98MΩ

AV=1

FIG. 5- Etapa 1 (Seguirdor Emisor)

Los datos obtenidos se plasmaron en las siguientes tablas, donde tambien se muestran los resultados del analisis en DC.

TAB. 1- Analisis en AC.

TAB. 2- Analisis en DC.

AnexosAnálisis matemático.Datasheet Transistor 2N2222.Datasheet Transistor TIP 41.Grafica de FRECUENCIA.Grafica de SEÑAL DE SALIDA.

III. CONCLUSIONES

Es importante entender que el circuito amplificador fue rediseñado varias veces, ya que al llevar los datos calculados obtenidos en forma experimental vario mucho y fue necesario realizar nuevos cálculos.

No se pudo implementar dos etapas de Emisor común en el amplificador con AV=18, debido a la operación del

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transistor ya que trabajaba en la región de saturación.

Fue necesario el acople de un capacitor de la 4 a la 5 etapa de alta frecuencia ya que el ruido afectaba mucho.

Para la etapa final se utilizo un transistor TIP41, por efectos de potencia y corriente máxima.

Los generadores de señales del laboratorio no poseen una amplitud de voltaje menor a 100mv, por lo que fue necesario utilizar un divisor de voltaje a la entrada del amplificador con resistores de 2kΩ y 40Ω.

La resistencia de salida se calculo experimentalmente realizando un divisor de voltaje, obteniendo el voltaje max/2.

Para medir la resistencia de entrada fue necesario la utilización del esquema del puente de Wheatstone.

IV. BIBLIOGRAFIA

BOYLESTAD, Robert L. Electrónica: Teoría de Circuitos. México D.F. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. 1997.

CJ SAVANT. Diseño Electrónico, circuitos y sistemas.

HAMBLEY. Electrónica: Análisis de circuitos. Quinta edición. México. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana.

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ANEXOS