Amplificador de Emisor Comun PDF [PDF]

Zitiervorschau

EXPERIENCIA Nº 04 AMPLIFICADOR DE EMISOR COMUN OBJETIVOS:   

Estudiar experimentalmente el amplificador de emisor común Calcular y medir experimentalmente el punto de operación del amplificador de emisor común Verificar experimentalmente los modos de operación de los transistores BJT

FUNDAMENTO TEÓRICO: El amplificador emisor común se utiliza como un amplificador de voltaje. La entrada de este amplificador se toma del terminal base, la salida se recoge del terminal colector y el terminal emisor es común para ambos terminales. El símbolo básico del amplificador emisor común se muestra a continuación

En un amplificador de transistores de emisor común están involucradas los dos tipos de corrientes: la corriente alterna y la corriente continua. La señal alterna es la señal a amplificar y la continua sirve para establecer el punto de operación del amplificador. Este punto de operación permitirá que la señal amplificada la base del transistor está conectada a dos resistencias R1 y R2. Estas dos resistencias forman un divisor de voltaje que permite tener en la base del transistor un voltaje necesario para establecer la corriente de polarización de la base



Capacitor (C1) Este capacitor (condensador) se utiliza para bloquear la corriente continua que pudiera venir de Vin. El capacitor se comporta como un circuito abierto para la corriente continua y un corto circuito para la corriente alterna (la que se desea amplificar).



Capacitor de emisor (C2) El resistor Re aumenta la estabilidad del amplificador, se pone en paralelo con Re un capacitor que funcionará como un corto circuito para la corriente alterna y un circuito abierto para corriente continua.



Capacitor (Co) Este capacitor (condensador) se utiliza para bloquear la corriente continua y permitir la salida de la señal amplificada hacia la carga

-

El voltaje de salida c.a. estará dada por la siguiente fórmula: Vout = Ic x Rc = β x Ib x Rc = hfe x Ib x Rc Ganancia de voltaje: ΔV = – Vout / Vin = – Rc / Zin. (el signo menos indica que Vout esta 180° fuera de fase con la entrada Vin) Ganancia de corriente: ΔI = (Vout x Zin) / (Vin x Rc) = ganancia de voltaje x Zin / Rc Ganancia de potencia = ganancia de voltaje x ganancia de corriente = ΔP = ΔV x ΔI Zin (impedancia de entrada) = R1 // R2 // hie, que normalmente no es un valor alto (contrario a lo deseado) Zo (impedancia de salida) = Rc cuando esta sin RL La salida está 180° desfasada con respecto a la entrada (es invertida)

Características del amplificador emisor común: i. ii. iii. iv.

La ganancia de voltaje de un amplificador emisor común es media La ganancia de potencia es alta en el amplificador emisor común Hay una relación de fase de 180 grados en entrada y salida En el amplificador emisor común, las resistencias de entrada y salida son medianas.

Aplicaciones del amplificador emisor común Los amplificadores emisores comunes se utilizan en los amplificadores de voltaje de baja frecuencia. Estos amplificadores se usan típicamente en los circuitos de RF. En general, los amplificadores se utilizan en los amplificadores de bajo ruido.

Ventajas del amplificador emisor común El amplificador emisor común tiene una baja impedancia de entrada y es un amplificador inversor La impedancia de salida de este amplificador es alta. Este amplificador tiene la mayor ganancia de potencia cuando se combina con ganancia de voltaje medio y corriente. La ganancia del amplificador emisor común es alta Desventajas del amplificador emisor común En las frecuencias altas, el amplificador emisor común no responde La ganancia de voltaje de este amplificador es inestable. La resistencia de salida es muy alta en estos amplificadores. En estos amplificadores, hay una alta inestabilidad térmica. Alta resistencia de salida

EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR:         

Una Fuente de alimentación de tensión continua de 18Vcc. Multímetro analógico y digital Transistor de uso general BC546 o similar R1= 22k ,R2 =27k, Rc=1.8 K, RL =2.2K, Re =220Ω C1=10uf C2 = Ce =33uF Co =47uF Polarizados Multímetro y Protoboard Osciloscopio Generador de señales Programa MULTISIM

PROCEDIMIENTO: Montar el circuito de la Fig. 1. Alimentar con 18 voltios VCC  Calcular el punto de operación del amplificador de la figura1.

SIMULACION USANDO TRANSISTOR: 2N2222

 Conectar un generador de señal de C.A. senoidal con una frecuencia de 1 Khz en la entrada Vi 100 mV rms. ( 0.1 V rms)

 Conectar un osciloscopio de doble trazo en la entrada y en la salida para medir Vi y Vo rms

 Conectar un voltímetro de C.A. en la salida para medir Vo que es la tensión amplificada de salida

 Conectar un Voltímetro de C.A. en la entrada para medir Vi rms

 Con el osciloscopio en dc acoplado, ajuste la base de tiempos y la sensibilidad del amplificador Y para obtener una traza estable

 Encienda la fuente de alimentación y el generador de señales y obtenga

DATOS Corrientes

Tensiones de polarización VCC= 8.74 V

IB= 590 uA

VBE= 622.76 mV

IC= 8.81 mA

Carga RL= 2.2 k ohm VRL CON SEÑAL DE ENTR=

5.49 V IE= 9.40 mA

VCE= 7.46 V

Idc= 2.49 mA

Hacer una tabla comparando los valores medidos con el osciloscopio, con el multímetro y el teórico. VBE

Cálculo teórico

0.7 V

Osciloscopio

619 mV

Multímetro

619 mV

OBSERVACIONES

VCE.

IB.

Vmáx EN RL

IC

IE

5.49 V

5.14 mA

5.80 mA

200.43 uF

7.47 V

670 uA

CUESTIONARIO: 1. ¿Por qué la tensión de base emisor, no tiene el mismo valor que el valor calculado teóricamente? Este es mayor en el caso real de usar componentes físicos Teóricamente se le da el valor de VBE=0.7 (v), porque es esa tensión la que excita al transistor para que se cortocircuite el transistor y circule corriente de colector y por tanto corriente de emisor 2. Calcular teóricamente la ganancia con parámetros híbridos de la etapa, mostrar ¿cómo lo hizo?

3. En qué zona se encuentra el transistor; muestre con un gráfico de la recta de carga en corriente continua:

4. Cuál es el valor experimental de β o HFE El beta (B) es una característica propia que tiene cada transistor y se encuentran, como dato del mismo, en los manuales como el NTE, ECG o similares. En estos manuales se encuentran valores mínimos o aproximados de los valores reales. Esto significa que el valor del beta de nuestro transistor no lo sabemos con exactitud. Tener en cuenta que dos transistores con el mismo nombre (ejemplo: 2N2222) pueden tener betas diferentes. El siguiente circuito permite obtener el valor del beta de un transistor específico. Medición de hFE a partir de IC IB para VCE constante. 5. Que combinación de R1 y R2 pone al transistor en corte Cuando el transistor está en corte (Ic=0 mA.), que significa que Vce es prácticamente máximo (Vce=max) 6. Que combinación de R1 y R2 pone en saturación al transistor Cuando el transistor está en saturación (Ic max.), que significa que Vce es prácticamente 0 voltios

7. Para alimentar el circuito con 12 Vcc. Calcule teóricamente los valores de las resistencias R1, R2 , Rc ; manteniendo RE y la corriente de reposo IEQ con el mismo valor ; la tensión VCE debe ser la mitad de la tensión de alimentación. Este es útil cuando se desea modificar un circuito para que funcione con otro valor

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:  





 

Los transistores de una configuración de amplificador son usados muy frecuentemente en dispositivos comunes. Si el amplificador funciona por la porción de sus características la señal de salida, es fiel reproducción de la entrada. Si sobre excitamos un amplificador, por una señal de entrada alta, o si lo utilizamos en su porción lineal, la señal obtenida será distorsionada y por lo tanto será diferente a la entrada. Los valores de las resistencias influyen altamente en la señal de salida de amplificación de corriente, por ende sus valores son realmente valorables en el circuito La resistencia de carga en donde vamos a medir la salida tiene que ser lo más precisa posible ya que caso contrario afectará de manera muy notoria a la Señal de salida Cuando el transistor está en saturación (Ic max.), que significa que Vce es prácticamente 0 voltios Al amplificarse la señal, se logra obtener un desfase gracias al aumento de corriente, y provocando que se invierta esto

BIBLIOGRAFIA:  W.Bolton. Mediciones y pruebas eléctricas y electrónicas. Editorial Marcombo  Williams D. Cooper y Albert D. Helfrick. Instrumentación electrónica moderna y Técnicas de medición. Editorial Prentice-Hall hispanoamericana.  Francisco J. Chacón. Medidas eléctricas para ingenieros. U.P. Comillas.  https://gredos.usal.es/bitstream/handle/10366/19260/DFA_Instrumentaci onElectricaBasica.pdf?sequence=1&isAllowed=y