OBJETIVO GENERAL
Estudiar y analizar las diferentes configuraciones de los
amplificadores con base en transistores BJT y FET.
OBJETIVOS ESPECFICOS
Hacer el montaje respectivo en protoboard del diseo de los
amplificadores discretos a base de transistores BJT y
FET.Identificar la ganancia por etapa de cada uno de los
circuitos.Medir las diferentes seales generadas por las etapas de
amplificacin en cada uno de los ejemplos.
MARCO TERICO
AbstractA discrete amplifier is one that is built, transistor by
transistor, ie each stage transistor is independent, built element
by element. A transistor amplifier can have many transistors and
several stages of amplification.
Amplificador Bjt en Cascada:
Un amplificador en cascada est compuesto de dos bloques
amplificadores diseados de manera de obtener una alta impedancia de
entrada y una ganancia baja de voltaje para asegurar que la
capacitancia Miller de entrada sea mnima, permitindole operar
adecuadamente a altas frecuencias. Esta prctica de laboratorio
contiene un BJT en su configuracin de emisor comn, y un BJT en base
comn.
Amplificador Bjt-Jfet en Cascada:
Un amplificador en cascada est compuesto de dos bloques
amplificadores con el fin de obtener una ganancia mayor que si se
utilizara un solo amplificador. Esta prctica de laboratorio
contiene un BJT y un FET conectados en cascada.
Darlington:
La conexin Darlington consiste de dos BJTs conectados de tal
manera que la ganancia de corriente resultante es el producto de
las ganancias de corriente de los transistores individuales. Espejo
de Corriente:
El circuito espejo de corriente proporciona una corriente
constante igual a una corriente constante de referencia
desarrollada dentro del circuito. Este circuito requiere que el par
de BJTs utilizados tengan cadas de voltaje Base-Emisor y Betas
idnticas. Por esta razn, estos circuitos son desarrollados dentro
de circuitos integrados.
MATERIALES
Fuente de alimentacin DC. Multmetro digital. Protoboard. Pinzas.
Alambre de Cobre. Transistores:2N3904 (7)2N5459 Reemplazo
(K105)
Resistencias:6.8 k5.6 k4.7 k (2)1 k (3)10 k (4)2.4 k3.3 M (2)680
390 2.2 k15 k
Condensadores:4.7 F (3)0.47 F (3)0.047 F 100 F10 F (2)22 F
(2)
PROCEDIMIENTO
Se analiza mediante un esquema el circuito a elaborar. Se
desarrollan sus respectivos clculos por medio de un anlisis de
mallas, nodos o la forma que se crea ms eficaz. Una vez hecho el
anlisis se calculan los valores de las corrientes voltajes y
ganancias. Antes de proceder al montaje en la protoboard se
recomienda estudiar el datasheet y entender la naturaleza de los
transistores BJT-FET y dems elementos a trabajar. Una vez
identificados todos los elementos proceder al montaje del mismo en
la Protoboard. Alimentar el circuito con los respectivos valores DC
y generar las seales AC que se piden. Una vez terminado el montaje
se procede a probar todo el circuito para verificar que todo
funcione y los clculos concuerden con los obtenidos tericamente. Se
identifican seales de entrada y salida adems de medir corrientes y
voltajes en DC. Se comparan valores con los tericos y se sacan
conclusiones a partir de ellos.
CIRCUITOS EJECUTADOS
Amplificador Bjt en Cascada:
Seal de EntradaSeal de Salida
Simulacin:
Amplificador Bjt en Cascada con R5 (500k):
Se calcula la Ganancia:
Voltaje pico a pico = 160mV
Seal (Etapa 1) = 420mVSeal (Etapa 2) = 420mV
2.7 de ganancia total en ambas etapas.Observacin: En ambas
configuraciones las seales de salida son iguales por lo tanto Al
variar nuestra resistencia de carga podremos modificar la corriente
de salida sin alterar el voltaje.
Amplificador Bjt en Cascada sin R5:
Amplificador Bjt-Jfet en Cascada:
Seal de EntradaSeales de Salida
Simulacin:
CLCULOS DEL CIRCUITO
Seal de entrada=160mVSalida Etapa 1 = 1.4vSalida Etapa 2 =
16v
Ganancias por Etapas:
Ganancia Etapa 1: = 7.5Ganancia Etapa 2: = 100
VG = 0.82vVG = - ID x RS0.82 = - ID x(680)ID = 1.2mAVD = Vdd -
ID x RdVD = (20v) (1.12mA) x (2.4k)VD = 17.3v
V1 = (20 x 4.7k)/(15k+4.7k) = 4.77vIC = 0.7mAVC = Vcc - IC *
RCVC = (20v) - (0.7mA) x (2.4k)VC = 18.32v
Av Etapa 1 = 17.3v / -0.82v = - 21.1Av Etapa 2 = 18.32v / 4.77v
= 3.84Av Total = (21.1) x (3.84) = 81.03
Observacin: Los resultados de la prctica con la teora implicada
varia un poco pero no significativamente debido al cambio del
transistor FET el cual se tuvo que utilizar un k105.
Par Darlington:
Seal de Entrada y Salida
Simulacin:
CLCULOS DEL CIRCUITO
Q1 y Q2 = 300Ganancia total = Q1 * Q2 = 90000
Seal de Par Darlington sin resistencia de carga:
Observacin: En el primer circuito observamos como la seal de
entrada y salida son iguales, al retirar la resistencia de carga la
seal de salida queda totalmente contina al quedar conectada a
tierra al igual que los ejercicios anteriores.
Espejo de Corriente:
CLCULOS DEL CIRCUITO
Valores Reales
V110.18 v
V25.03 v
Ix3.1 mA
IDSS2.9 mA
Observacin: Al realizar las medidas de corriente se observa que
al compararlas con la terica existe una variacin a causa de las
caractersticas el transistor k105 el cual acta como reemplazo del
2N5459.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se puso en funcionamiento los conocimientos adquiridos dentro
del curso de fuentes y amplificadores. Se estudiaron y analizaron
los transistores BJT y FET como amplificadores discretos en sus
diferentes configuraciones. Siempre tratar de conseguir exactamente
los materiales de la gua ya que para algunos procesos los
reemplazos no son tan efectivos e incluso te arrojan datos
significativamente diferentes debido a las caracteriscas de cada
elemento. Se monto el respectivo circuito en protoboard del esquema
a base de transistores BJT y FET como amplificador discreto en sus
diferentes configuraciones. Probar la continuidad de todos los
puentes hechos con el cobre en la protoboard antes de sacar
conclusiones. Se lograron calcular las ganancias que ejercen los
transistores BJT-FET en las diferentes etapas dentro de una
configuracin de amplificacin. Se aprendi a identificar seales
amplificadas por elementos discretos.