Previo 9 Circuitos Electrónicos 1

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INFORME PREVIO 9

EL AMPLIFICADOR DE COLECTOR COMUN – EMISOR SEGUIDOR I.    

OBJETIVOS Implementar un amplificador de CA con un transistor en configuración colector común. Medir la impedancia de entrada y salida en un emisor seguidor Medir la ganancia de potencia del amplificador Observar la relación entre la fase de la señal de entrada y la señal de la tensión de salida del amplificador

II.

Equipos y materiales

         III.

Un Osciloscopio Un generador de funciones Un multímetro digital Un miliamperímetro y/o microamperímetro, según convenga Una fuente de alimentación Un transistor 2N2102 o equivalente Tres condensadores electrolíticos de 4.7uF de 16V Un potenciómetro de 5KΩ Computadora con el programa multisim MARCO TEÓRICO 1. Analice el amplificador de colector común, incluyendo:

Conceptos previos: El amplificador de colector común, a menudo llamado seguidor emisor puesto que su salida se toma de la resistencia del emisor, es útil como dispositivo adaptador de impedancias, puesto que su impedancia de entrada es mucho mas alta que su impedancia de salida. Tambien se le denomina "buffer" por esta misma razón, y se usa en los circuitos digitales con las puertas básicas. Normalmente se hace referencia al amplificador en colector común (CC) como seguidor emisor (SE). La entrada se aplica a la base por medio de un capacitor de acoplamiento y la salida es por el emisor. La ganancia de voltaje de un amplificador en CC es aproximadamente 1 y su ventajas principales son sus altas resistencia de entrada y ganancia de corriente.

a. El punto de operación Vce e Ic Los punto de operación se realiza en el análisis DC de manera que en la malla base-emisor forma la recta de VCE vs IC

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b. El cálculo de Av, Ai, Zin y Zout Circuito equivalente de AC

Ganancia de voltaje Como en todos los amplificadores, la ganancia de voltaje es Av = Vsal/Vent. Se supone que las reactancias capacitivas son despreciables a la frecuencia de operación. Para el seguidor-emisor, como se muestra en el modelo en ca

Por consiguiente, la ganancia de voltaje es

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Como el voltaje de salida se encuentra en el emisor, está en fase con el voltaje en la base, por lo que no hay inversión de la entrada a la salida. Como no existe inversión y la ganancia de voltaje es aproximadamente 1, el voltaje de salida sigue de cerca al voltaje de entrada tanto en fase como en amplitud; de ahí el término emisor-seguidor.

Resistencia de entrada El seguidor-emisor se caracteriza por una alta resistencia de entrada; en ello reside su utilidad como circuito. Debido a la alta resistencia de entrada, puede ser utilizado como circuito de enlace o separador (buffer) para reducir al mínimo los efectos de carga cuando un circuito excita una carga de resistencia baja. La derivación de la resistencia entrada, viendo la base del amplificador en colector común, es similar a la del amplificador en emisor común. En un circuito en colector común, sin embargo, el resistor del emisor nunca es puenteado porque la salida se toma a través de Re, la cual es RE en paralelo con RL

Resistencia de salida Sin carga, la resistencia de salida, viendo al emisor del seguidor-emisor, es aproximadamente la siguiente:

Rs es la resistencia de la fuente de entrada. La derivación de esta expresión es relativamente complicada y se han hecho varias suposiciones para simplificarla, como se muestra en el apéndice B. La resistencia de salida es muy baja, lo que hace que el circuito seguidor-emisor sea útil para excitar cargas de baja resistencia.

Ganancia de corriente La ganancia de corriente del seguidor-emisor es:

Ganancia de potencia La ganancia de potencia para el amplificador en colector común es el producto de la ganancia de voltaje y la ganancia de corriente. Para el seguidor-emisor, la ganancia de potencia es

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proximadamente igual a la ganancia de corriente porque la ganancia de voltaje es aproximadamente

1. Como la ganancia de potencia es Ap ≅ Ai

c. El máximo valor Vpp del generador para obtener la tensión de salida sin distorsión 2. Realice la simulación del amplificador colector común para obtener los mismos parámetros que en el paso anterior 3. ¿Qué procesos se deben seguir para obtener las impedancias de entrada y de salida del circuito amplificador colector común? 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Realizar el análisis DC del transistor Realizar un circuito equivalente de AC de transistor Reemplazar el modelo r del transistor Hallar las impedancias de entrada y salida Hallar las ganancias de corriente y voltaje

IV. PROCEDIMIENTO 1. Realizar la simulación del circuito mostrado en la figura 9.1. Llene los resultados correspondientes en las tablas 9.1 y 9.2. A continuación implementar el circuito de la figura 9.1 Abrir S2 y S3. Cierre S1. Ponga en cero la salida del generador. Conectar el osciloscopio entre los puntos D y F. Medir el valor pico a pico de la señal.

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2. Cerrar S3. Aumentar la amplitud del generador hasta obtener entre los puntos D y F una tensión de 150 mV y anotar los valores obtenidos en la Tabla 9.1.

3. Medir y anotar la tensión de entrada Vent entre A-C en la tabla 9.1. 4. Abrir S1. Aumentar la salida del generador, hasta que Vent se encuentre al mismo nivel que en el paso 3. Con el osciloscopio flotante mida y anote en la Tabla 9.1 la tensión entre los puntos A y B. Luego calcular la corriente de la señal de entada de la base Vent aplicando la Ley de Ohm en la resistencia de 12KΩ y anote Ient en la tabla 9.1.

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5. Calcular la resistencia de entrada Rent sabiendo Vent e Ient y anotar los valores en la Tabla 9.1. Luego calcule la potencia de entrada Ient 2xRent y anotarla en la tabla Tabla 9.1 valor

Vsal

Vent

Av

VAB

Ient

Rent

Teórico simulado medido

140mV 149mV

158mV 168mV

0.8 0.886

95mA 96mA

8uA 8uA

20kΩ 21kΩ

I ent 2 x Rent 1.344uW 1.344uW

6. Cerrar S1. Reducir la amplitud de la señal del generador hasta que Vsal mida 100 mV. En esta circunstancia. S2 debe seguir abierto. Medir y anotar en la Tabla 9.2 la tensión de salida Vsal

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7. Cerrar S2. El resistor RL está funcionando. Ajustarlo hasta que la tensión de salida con carga sea la mitad del valor de Vsal en el paso 6 y anotarlo en la tabla 9.2. Abrir S2, medir y anotar el valor de RL. Este es el valor de Zout. También calcular la potencia Vsal 2/Rsal y anotarlo en la tabla 9.2

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Medida de las resistencia RL

Tabla 9.2 valor

Vsal

Vsal/2

RL=Rsal

Teórico simulado medido

100mV 50mV 100mV 50mV

30.75Ω 30.75Ω

2

Vsal /Rsal

Ap

0.32mW 0.32mW

8. Calcular la ganancia de potencia Ap = Psal/Pent y anotarlo en la Tabla 9.2.

IV.   

Discusión de resultados y conclusiones Notamos que no varía casi nada las impedancias al variar Vs del generador de señales Las gráficas muestran la poca ganancia de voltaje El consumo de corriente depende de la impedancia o la carga en la salida

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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https://unicrom.com/modelo-hibrido-h-de-transistor-bipolar/ https://www.google.com.pe/search? q=microfonos+con+amplificador+base+comun&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEw ijueK99NneAhVQ31MKHc-CCkwQ_AUIDigB&biw=1366&bih=631#imgrc=NbDfVWzWPYe6tM https://studylib.es/doc/4669195/polarizaci%C3%B3n-de-transistores-y-estabilidad http://www.academia.edu/3769942/3_3._Configuraci%C3%B3n_en_Base_Com%C3%BAn https://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1metros_h%C3%ADbridos

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https://hetpro-store.com/TUTORIALES/osciloscopio/ https://ingenieriaelectronica.org/funcionamiento-y-operacion-de-los-generadores-desenales/ http://como-funciona.co/un-multimetro/ https://ingenieriaelectronica.org/precision-exactitud-y-sensibilidad-medicioneselectricas/