Ciencia

Amplificador Transistores

Amplificador Transistores - Ciencia

MULTIETAPA

 

 

 

Abstract— In this report we describe the design of three types of amplifiers with BJT transistors for the design of a multi-stage amplifier; two common emitters, a common collector, and a common collector with a Darlington pair.

 

 

Resumen—En este informe se presenta los paso de diseño y la posterior implementación de multietapa ,se describen  los pasos que seguimos y los resultados obtenidos

I.     Introduccion

Un transistor es un dispositivo semiconductor con tres terminales utilizado como amplificador e interruptor en el que una pequeña corriente o tensión aplicada a uno de los terminales regula la corriente entre los otros dos terminales. Es el componente fundamental de la moderna electrónica, tanto digital como analógica.

En este caso utilizamos transistores tipo bjt con el fin de usarlos como amplificadores de señal para obtener una potencia deseada en la carga; se usa herramientas de diseño en este caso orcad para corroborar los cálculos teóricos y posibles problemas a la hora del montaje.

II.    Desarrollo de la practica

 

Las características necesarias para la realización de este amplificar multietapa son:

 

RL=23𝛺, Pout=1.9W, Zi>50𝑘𝛺, y Vipp=100mV

——————cálculos———————

 

En este caso hemos optado por diseñar 4 etapas para obtener la ganancia necesaria tanto en corriente como en voltaje, además de garantizamos   una alta impedancia de entrada.

Las etapas diseñadas son la siguientes

 

 

Fig.1 multietapa general

A.    ETAPA 4 COLECTOR COMUN

Transistor=tip122

VCC= 25 v      Ic= 300 mA    Ib = 100 mA   B = 3000

 

10 * RB >B * Re

Rb= 10k

VBB= 10k * 100 uA

Por regla de diseño tenemos:

 

 

 

 

 

Zin ( etapa 4)= Z(transistor)||(Rb)

= 44,467k*10k= 8164,054

 

 

Fig2.etapa 4

B.    ETAPA 2 EMISOR  COMUN

Transistor = 3904

VCC= 25 v      Ic= 10 mA    Ib = 54.2 uA   B = 185

 

Rc= 833.33

10 * RB >B * Re

Rb= 15500

Vbb= Ib *Rb+ Vbe+8.3

Vbb= 54.2uA*15k +0.7+8.3=9.86v

Por regla de diseño tenemos:

 

 

 

 

 

Para calcular la  de entrada se toma en cuenta la impedancia de la etapa siguiente en este caso la etapa 4 como RL

 

RL=Zin(etapa 4) 8164,054

 

En este caso la ganancia a la que queremos llegar es de 14.2 por lo que la variable a calcular seria RE1 la cual usando un capacitor nos permite obtener la ganancia deseada sin varia la zona de operación del transistor

RE1= 50.6307

Ahora este valor se lo restamos a la resistencia que ya tenemos de emisor

RE2=833-50=782

 

Zin ( etapa 3)= Z(transistor)||(Rb)

= 9898||15k= 5963

 

 

Fig3.etapa 3

 

C.    ETAPA 3 EMISOR  COMUN

En esta etapa se uso el mismo tipo de transistor que en la etapa anterior, por este motivo usamos el mismo punto de operación siendo los mismos valores en DC, sin embargo hay que tener en cuenta que el punto de operación en AC y por ende la ganancia debe ser modificada porque la carga ha cambiado la cual seria la Z entrada de la etapa siguiente.

RL = Zin(etapa 3)=5963

 

 

RE1= 48

RE2=833-48=784

 

Zin ( etapa 2)= Z(transistor)||(Rb)

= 9570||15k= 5848

———————————————————————-

Cambiar datos un beta mas grande otro transistor

D.   ETAPA 4 COLECTOR COMUN

Transistor=tip122

VCC= 25 v      Ic= 300 mA    Ib = 100 mA   B = 3000

 

10 * RB >B * Re

Rb= 10k

VBB= 10k * 100 uA

Por regla de diseño tenemos:

 

 

 

 

 

Zin ( etapa 4)= Z(transistor)||(Rb)

= 44,467k*10k= 8164,054

 

 

 

 

 

III.   Analisis de resultados

  1. Compare los resultados obtenidos ante los cambios de la carga RL ¿qué ocurre con la potencia de salida y con el voltaje pico-pico de salida? ¿mejoran, empeoran?

 

 

  1. ¿Qué diferencias se encontraron en el amplificador multietapa, al variar la frecuencia de la señal de entrada AC del generador?

 

En el momento en el cual generamos cambios en la frecuencia de entrada del generador, visualizamos una mayor ganancia pero también observamos el aumento de ruido presente en la señal además, cuando subíamos demasiado la frecuencia la señal se distorsionaba, ofreciendo únicamente ruido esto debido a que los transistores no son adecuados para trabajar en altas frecuencias y que los capacitores limitaban también el ancho de banda.

  1. Al momento de obtener las curvas del voltaje de salida se observan recortes, ¿a qué se debe este comportamiento?, ¿cómo se pueden compensar?

Cuando se presentan recortes en la señal de salida del amplificador multietapa puede ser a causa de un mal calculo del punto Q en los transistores que implicaría que el transistor este en saturación o corte en ciertos momentos o debido a que los capacitores no son del valor adecuado se recomienda sobredimensionar un poco estos para evitar errores.

 

  1. Varié el voltaje de offset del generador de señales a +1.5v y -1.5v, ¿ante estos cambios el amplificador multietapa sufre algún cambio?, ¿a qué se debe este efecto presentado?

 

Realizando una variación del voltaje offset con valor de 1.5V a un valor de -1.5V no sucede cambio alguno en cuanto a la señal de salida, esto se debe al capacitor de acople en la entrada del amplificador, el cual elimina todo componente de tipo DC haciendo que solo se amplifique la parte AC.

Conclusion

La estabilidad del amplificador se ve afectada por la potencia disipada en forma de calor que se produce en los transistores, para ello se debe usar polarizaciones que brinden un grado de estabilidad suficiente además de implementar el uso de disipadores de calor .

Bibliografia

 

  • BOYLESTAD, ROBERT L. ELECTRÓNICA: TEORÍA DE CIRCUITOS. EDITORIAL PRENTICE HALL, 1995.
  • GUTIÉRREZ, HUMBERTO. ELECTRÓNICA ANÁLOGA: TEORÍA Y LABORATORIO. ED. HUMBERTO GUTIÉRREZ. 1996.
  • MALVINO, ALBERT PAUL. PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA. EDITORIAL MCGRAW-HILL, 1991.
  • MILLMAN, JACOB. ELECTRÓNICA INTEGRADA. EDITORIAL HISPANO AMERICANO, 1986.
  • RASHID, MUHAMMAD H. MICROELECTRONIC CIRCUITS ANALYSIS & DESIGN, SEGUNDA EDICION, 2011.
  • NEAMEN, DONALD. MICROELECTRONICS: CIRCUIT ANALYSIS AND DESIGN, FOURTH EDITION, 2010.
  • SEDRA,     CIRCUITOS            MICROELECTRONICOS,       CUARTA
  • EDICION, 1999.

 

 

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hector.aponte01

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