Reporte de Practica de Amplificador en Emisor Comun

por

Carlos Enrique Hernandez Ibarra

11310203

Electronica Analogica.

Ing. Jose Manuel Gonzalez Rojas

31 de Mayo del 2013

Objetivos De la Prctica.

Disear y desarrollar un circuito de un amplificador de un transistor BJT 2N3904 con configuracin en

emisor comn. Antes de ello calcular los componentes ideales para que ese circuito funcione , ya completado los

componentes, calcular la impedancia de entrada y de salida, la amplificacin de voltaje entre el voltaje de entrada

y el de salida y la amplificacion de corriente. Y aun mas observar los cambios sobre la ganancia de voltaje

cuando variamos Re

Marco teorico:

"Sin embargo, es verdadermente un hecho afortunado que los amplificadores de seal pequea de

transitores se puedan considerar lineales para la mayoria de las aplicaciones , lo que permite la aplicacion del

teorema de superposicion para separar el analisis de DC y la de AC."

Que es un amplificador?

-El transistor BJT puede utilizarse como un dispositivo de amplificacion, es decir, que la seal sinoidal de

salida sea mayor a la seal sinoidal de entrada o en otras palabras, la potencia AC de salida es mayor que la

potencia AC de la entrada.

Como es posible esto, si va en contra de la ley de la conservacion de la materia?

-El factor ausente que permite que la seal de salida sea mayor que la de la salida es la potencia de DC

aplicada que contribuye a la potencia total de salida incluso cuando parte de ella se disipa gracias al dispositivo

y a sus componentes resistivos.

Existen varias configuraciones y existen varias formas de polarizar un transistor cada uno con sus

ventajas y desventajas. Se dice que un amplificador es aquel que incrementa el nivel de una determinada seal.

Basicamente a un transitor se le pued utilizar en 3 diferentes configuraciones:

*Configuracion Emisor Comun

*Configuracion Base Comun

*Configuracion Colector Comun

En esta practica nos basaremos en la configuracion de Emisor Comun ya que es el mas utilizado, tiene

que amplificar una seal de corriente alterna, no tiene sentido amplificar una sear de corriente directa porque

esta no lleva ninguna informacion, la seal alterna es la seal la que amplificar, y la seal directa determina el

punto de operacion del amplificador, este punto de operacion permitira que la seal amplificada no sea

distorsionada.

Parmetros Importantes

*Zi

Para el anlisis de pequea seal , una vez que se ha determinado la impedancia de entrada es posible emplear

el mismo valor numrico para niveles cambiantes de la seal aplicada.

Para frecuencias de rango bajo-medio, la impedancia de entrada de un amplificador es de naturaleza

solamente resistiva y segn la forma en al que el transistor se emplee, este puede variar entre unos cuantos

ohms a megaohms.

Adems, No es posible usar un hmetro para medir la impedancia de entrada de AC de pequea seal ya

que el hmetro opera en el modo DC.

*Zo

La impedancia de salida se determina en las terminales de salida si se mira hacia atrs en el sistema con

la seal aplicada igual a cero.

Para frecuencias de rango bajo-medio, la impedancia de salida de un amplificador es de naturaleza

solamente resistiva y segn la forma en al que el transistor se emplee, este puede variar entre unos cuantos

ohms a uno que pueda exceder a los 2 megaohms.

Adems, No es posible usar un hmetro para medir la impedancia de salida de AC de pequea seal ya

que el hmetro opera en el modo DC.

Para configuraciones de amplificadores en la que se desea una ganancia de corriente considerable, el nivel

de Zo debera ser el mas alto posible, Porque la mayor cantidad de corriente va a parar a Rl hasta en el punto en

que se pueda considerar a Rl como corto circuito

Ganancia de Voltaje Av

Una de las caractersticas mas importantes de un amplificador es la ganancia de voltaje de AC pequea

seal , que se determina mediante: Av=Vo/Vi

Tambin podemos calcular la ganancia de voltaje cuando no se ha conectado una carga a las terminales

de salida.

Segn la configuracin, la magnitud de la ganancia de voltaje de un amplificador a transistor de una

sola etapa con carga, tpicamente se encuentra en el rango de menos 1 a unos cuantos cientos.

Ganancia de Corrientes.

Para amplificadores a BJT, por lo general, la ganancia de corriente se encuentra en un rango desde un

nivel justo menor a 1 hasta un nivel que puede exceder 100.

Marco Practico:

El desarrollo de la practica se presenta a continuacion:

El primer paso de la practica fue calcular los componentes del amplificador.

Basado en varias cuestiones como por ejemplo que la R1 de la base tiene que ser de mayor valor numerico que

Rb, que el valor de de Re tiene que ser bajo a comparacion de Rc y RL entonces llegamos a la siguiente figura, que representa el circuito terminado con el cual vamos a trabajar y hacer nuestras mediciones.

Entonces el software que usaremos para disear y simular nuestro amplificador es el NI Multisim.

Cabe destacar que agregamos un switch para facilitar el proceso de revision en cuanto al apartado en la que desactivamos y activamos Re para observar que sucede con la ganancia de voltaje.

Las herramientas que usaremos para revisar el amplificador son 2 multimetros y 1 osciloscopio, Los multimetros se usaran para checar el voltaje de entrada y salida y el osciloscopio checara la ganancia de voltaje comparando la seal de AC de entrada (Canal A) y la seal de AC de salida (Canal B), Como puede observar los multimetros se mantienen desconectados del cto. Ya que afectan los valores de revision cuando estan conectados.

Algo mas en la que tenemos que tener en cuenta, es que el angulo de desfase entre el voltaje de entrada y de salida debe de ser de 180 grados o pi.

Ahora, usaremos el osciloscopio para visualizar la comparacion de nuestros voltajes de entrada y de salida.

Ahora demostraremos como el valor numerico de Re es importante , ya que en parte el determinara que tanto habra de ganancia de voltaje, Entonces usaremos un switch para facilitar la interaccion con el simulador y obtener mas facilmente el cambio en el ossciloscopio dandole pausa cuado queramos tomar ese valor.

Se puede visualizar que la ganancia de voltaje es relativamente no tan alta, pero se determino que era mejor asi, ya que con unos valores mas pequeos en la resistencia con Re en corto con el capacitor de desacoplo provoca un desfase incorrecto menor que 180.

A continuacion tenemos una tabla de comparacion entre los 2 distintos valores de Re con/sin desacoplo, y como se puede observar en el cto. Re puede ser 1k y 2k

Datos Valores del Emulador con 2k Valores Calculados con 1 k

Icq 1.53 mA 1.94mA

Vi 0.1414 V 0.1414 V

Vo 0.384V 0.77V

Zi 0.139M 23.46k

Zo 5.5k 5.5k

Ai 68.74 87.8

Av -2.72 -5.45

Para corroborar la tabla tenemos unos calculos resumidos:

Conclusion:

+Podemos variar la ganancia de voltaje en base a cambios en Re y Rc especialmente.

+El desfase entre los voltajes de entrada y salida debe de ser 180 grados.

+No es posible obtener una amplificacion en el dominio de AC sin la aplicacion de un nivel de polarizacion de DC.

+Ni la impedancia de entranda ni la impedancia de salida se pueden medir con un ohmetro.

+Para todos los amplificadores a transistor, la ganancia sin carga siempre es mayor que la ganancia con carga.

+La ganancia de amperaje de un amplificador es muy sensible a la impedancia de entrada del amplificador y de la carga aplicada.

+Para la configuacion de emisor comun, la impedancia de entrada , por lo general se aproxima a unos cuantos k y la impedancia de salida es relativamente grande. Ademas la configuracin de emisor comn puede tener una ganancia de voltaje y una ganancia de corriente relativamente alta.

La figura del amplificador construido en el laboratorio: