Informe_previo_-_02[1]

7/25/2019 Informe_previo_-_02[1]

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

INFORME PREVIO

1. ¿QUÉ CARACTERÍSTICAS RESALTANTES OFRECE ELAMPLIFICADOR DIFERENCIAL?

Una de las características más importantes es la simetría quetiene este circuito con respecto a los dos transistores, que haceque sus corrientes de colector sean iguales haciendo que lasresistencias variables (re) también lo sean.

Se puede utilizar este amplifcador como un modo inversor (asalida está des!asada "#$$ con respecto a la entrada), o modo o

modo no inversor (la salida no tiene una des!ase con respecto ala entrada), o modo di!erencial cuando utiliza los dos modosanteriores.

Se usa este amplifcador para amplifcar las se%ales en mediosruidosos, o sea el ruido es atenuado en este amplifcador (&odocom'n, ganancia de voltae peque%a) la se%al es amplifcada(&odo di!erencial, ganancia de voltae es alta)

*ste amplifcador contiene dos entradas dos salidas, assalidas están des!asadas una con respecto a la otra en una

ángulo de "#$$, o sea que una está en !ase con la entrada laotra está des!asada "#$$.

2. ENCONTRAR LOS PUNTOS DE REPOSO DEL AMPLIFICADORDIFERENCIAL A EXPERIMENTAR (FIGURA 3.a Y 3.!

+ig.. a



-" -

-o


+ig. . ba! C"#

$%&'&%#)'a (*+,$a -a!/

/acemos el equivalente del circuito en corriente continua para lafgura 01a, donde las capacitancias se hacen circuito abierto2

*ntonces como el circuito es un circuito simétrico elpotenci3metro se considera que se pone 4$ 5hm para cadatransistor, también solo analizaremos un solo lado debidoa la simetría del circuito la !3rmula es.

k Icvk Icvk Ic

7.4212)05.022.0(7.0´1 ××−=+×++×

β




mA Ic 16.1=⇒

6ara esta corriente de reposo el transistor tiene una resistenciadinámica que es2

Q

e Ic

mvr

26=

41.22=er

7

8ambién hallamos para el circuito el voltae base " (9") que es igual alvoltae base (9)2

-b" :

vk Ic

8.51 −=×−

β

8ambién hallamos para el circuito el voltae colector " (;") que esigual al voltae colector (;)2

v Ick vV C 3.35.712 =×−=

8ambién hallamos para el circuito el voltae *misor " (*") que es igualal voltae emisor (*)2

705.07.01 −=−×

−

= vk

Ic

V E β

;on estos valores de voltae tenemos que2

-;* : 0.$$4 v

<ota2 estos puntos de reposo de este amplifcador son iguales paralos dos transistores debido a la simetría del circuito.

! C"# ,#a 0,%#% % )"$$'%#% (*+,$a -!/




/acemos el equivalente del circuito en corriente continua para lafgura 01b, donde las capacitancias se hacen circuito abierto2*ntonces como el circuito es un circuito simétrico el potenci3metro seconsidera que se pone 4$ 5hm para cada transistor, tambiénsolo analizaremos un solo lado debido a la simetría del

circuito la !3rmula es considerando que elpotenci3metro de "$= está en su má>imo valor2

/allamos para el circuito el voltae base (9),

por un divisor de voltae2

-b :

vk k

vk 83.3

7.410

)12(7.4−=

+

−×

;on este dato hallaremos el voltae el en*misor (-*)2

vvV V b E 5.47.022 −=−=

/allamos la corriente ?;@2

?c@ :

mAk

vV E 92.19.3

)12(=

−−

a resistencia dinámica es2re : ".40 7

mA Ic

Ic 96.02

21 ==

6ara el voltae colector tenemos2

vvk k k mAvVc 959.05.5)05.022.05.7(96.0122 −=−++×−=

*l voltae colector emisor es del transistor 2

vV V V E C CE 54.3222 =−=

6ara el transistor " tenemos los siguientes puntos de reposo2




*l voltae en el colector " es (-c")2

vk mAvVc 8.45.796.0121 =×−=

6ara la base " tenemos el siguiente voltae2

mvk AV B 8.418.41 −=×−= µ

*l voltae en el emisor es2

-*" : -9" A $.Bv : 1$.B$0

6ara el voltae colector emisor " tenemos2

vV V V E C CE 5048.5111 =−=

1! a$a a$'"& a4"$%& %4 "%#)'56%$" % 178 %#%6"&/

;onsideramos la resistencia de potenci3metro como una variable (-p) hallamos el valor de la corriente en !unci3n de esta variable2

mAk Rk

Rv Ic

p

p

Q 07.3)7.4(9.3

7.069.592 +

+×

×−−

=

6ara C6 : "$= tenemos, ?c@ : ".D mE

6ara C6 : 4= tenemos, ?c@ : ".D mE

6ara C6 : $= tenemos, ?c@ : 1$."# mE3. CONSIDERANDO QUE V1 Y V2 SON DOS SE9ALES DE LAMISMA INTENSIDAD PERO DESFASADAS UNA CON RESPECTO ALA OTRA EN 1:77; ENCONTRAR (FIGURA -A Y -<! AD; AC; VO; =I;=O Y CMRR.

a! >a)'%#" %4 a#4'&'& %# 6"" )"6@# %4 )'$),'"/

*l equivalente del circuito en c.a. es haciendo las !uentes de voltaecontin'o igual a cero los capacitares iguales a corto circuito, también vemos que el voltae de salida es igual en las dos salidas2




-emos que en modo com'n se utiliza a una sola !uente para las dosentradas que reciben una corriente base de la misma magnitud.

/allamos el voltae de salida del circuito es (colector tierra)2

k IbV 5.710 ××−= β

8ambién hallamos el voltae de entrada entre la base tierra2

k Ibk Ibr IbVi e 7.4227.0 111 ×+×+×= β β β

6or lo tanto hallaremos la ganancia en modo com'n del amplifcadordi!erencial del e>perimento2

)4.927.0(

5.7

11

1

k k Ibr Ib

k Ib A

e

C +×+×

×−=

β β

β

773.0−=C

A

8ambién hallaremos el análisis de la impedancia de entrada (teniendoen cuenta c3mo ve el circuito con respecto a la corriente de base)2




F tambiénvemos que por la simetría del circuito solo se analiza uno de laspartes, entonces la impedancia de entrada es2

)7.4227.0//(1 k k r k Z ei ×+×+×= β β β

k Z i 99.0=

7

a impedancia de salida del circuito es2

k R Z C 5.710 ==

7

! >a)'%#" %4 a#4'&'& %# 6"" '0%$%#)'a4 %4 )'$),'"/

*l equivalente del circuito en c.a. es haciendo las !uentes de voltaecontin'o igual a cero los capacitares iguales a corto circuito, también vemos que el voltae de salida es igual en las dos salidas

pero des!asadas en "#$$2




-emos que en modo com'n se utiliza dos !uentes de corrientedes!asadas "#$$ pero para el análisis usaremos solo una !uente parala base " la base se pone a tierra, por lo tanto la ganancia a mododi!erencial la ganancia de una !uente se le suma la ganancia de laotra !uente (superposici3n).

8ambién hallamos el voltae de entrada entre la base tierra2

))1(9.027.0//7.4(227.0 111 ee r k k Ibk Ibr IbVi +−++×+×= α β β

/allamos el voltae de salida del circuito es (colector tierra)2

k IeV 5.720 ××=α

/allaremos el voltae de salida en !unci3n de las corrientes deentrada, entonces la corriente ?e es igual a2

)1(9.01000

41.2227.07.4

7.412

α

β

−×+Ω

++

×=

k k k

k Ib I e

)1(9.0

1000

41.2227.07.4

7.45.7 1

0

α

β α

−×+Ω

++

×××=

k k k

k Ibk V

Cesolviendo2

10 02.7 IbV ××= β

6or lo tanto hallaremos la ganancia en modo di!erencial delamplifcador di!erencial del e>perimento2

))1(9.027.0//7.4(227.0

02.7

111

1

ee r k k Ibk Ibr Ib

Ib Ad

+−++×+×

××=

α β β

β

31.121 −= Ad

a ganancia total en modo di!erencial sería2

Ed : Ed" : 0.G




8ambién haremos el análisis de la impedancia de entrada (teniendoen cuenta c3mo ve el circuito con respecto a la corriente de base)2

))1(9.041.2227.0//(7.4(27.0//(1 α β β β −×+Ω+×+×+×= k k k r k Z ei

k Z i 995.0=

7

a impedancia de salida del circuito es2

k R Z C

5.720

==

7

a relaci3n de rechazo en modo com'n es2

84.31−==

C A

Ad RRMC




-. ¿QUÉ VENTAAS SE O<TIENE AL UTILI=AR UNA FUENTE DECORRIENTE EN LUGAR DE LA RESISTENCIA DE EMISOR?(FIGURA -<!

as ventaas de utilizar una !uente de corriente es relacionado a lagran impedancia que esta tiene haciendo que2

*n modo com'n reduzca la ganancia de voltae2

)227.0(

5.7

011

1

r k Ibr Ib

k Ib A

e

C +×+×

×−=

β β

β

Hebido a que la resistencia equivalente r$ es grande laganancia en modo com'n es peque%a.

*n modo di!erencial aumenta la ganancia de voltae2

))1(9.027.0//(227.0

02.7

0111

1

ee r k r Ibk Ibr Ib

Ib Ad

+−++×+×

××=

α β β

β

;uando r$ está en paralelo con una resistencia peque%a noa!ectando pero aumentando el voltae de salida.

a relaci3n de rechazo en modo com'n aumenta por lo amencionado anteriormente.

Se puede meorar la estabilidad del circuito.

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