Pract 4 Revisada y Completa

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1

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD DE FALCÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIDAD: INGENIERÍA ELECTRÓNICA

MENCIÓN: TELEMATICA

CÁTEDRA: LAB ELECTRÓNICA I

DOCENTE: ING ARLAID EDUARTE

INFORME N° 4

AMPLIFICADOR EMISOR COMUN.

Integrantes:

Loreto, Bethania

19.648.098

Matheus, Andres

20.254.251

Punto fijo, 15 Febrero 2012



2

INDICE

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………… 3

MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………….. 4

OBJETIVOS, MATERIALES , EQUIPOS UTILIZADOS Y TABLA DE VALORES

NOMINALES Vs REALES ………………………………………..……………….…... 8

EXPERIENCIAS REALIZADAS .…………....………………………………………. 9

ANÁLISIS DE RESULTADOS………………………………………………………....12

MEJORE SUS CONOCIMIENTOS…………...………………………………………. 15

SUGERENCIAS O RECOMENDACIONES……...……………………………….…. 20

CONCLUSIONES………………………………………....…………………………….. 21

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………………. 22

ANEXOS…………………………………………………………………….……………………. 23



3

INTRODUCCIÓN

La polarización de un transistor es la responsable de establecer las corrientes y

tensiones que fijan su punto de trabajo en la región lineal (bipolares) o saturación (FET),

regiones en donde los transistores presentan características más o menos lineales. Al aplicar

una señal alterna a la entrada, el punto de trabajo se desplaza y amplifica esa señal. El

análisis del comportamiento del transistor en amplificación se simplifica enormemente

cuando su utiliza el llamado modelo de pequeña señal obtenido a partir del análisis del

transistor a pequeñas variaciones de tensiones y corrientes en sus terminales. Bajo

adecuadas condiciones, el transistor puede ser modelado a través de un circuito lineal que

incluye equivalentes Thévenin, Norton y principios de teoría de circuitos lineales. El

modelo de pequeña señal del transistor es a veces llamado modelo incremental de señal.

Para que una señal sea amplificada tiene que ser una señal de corriente alterna. 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 no sea

distorsionada.



4

MARCO TEÓRICO

Modos de polarizar un transistor bipolar.

* Polarización fija o de base.

* Polarización por retroalimentación al emisor

* Polarización por retroalimentación al colector

* Polarización por división de tensión.

La polarización por división de tensión es ampliamente utilizada en circuitos lineales, por

este motivo algunas veces se les conoce como polarización universal. Las resistencias R1 y

R2 forman un divisor de tensión del voltaje VCC la función de esta red es facilitar la

polarización necesaria para que la unión base-emisor este en la región apropiada. Este tipo

de polarización es mejor que las anteriores ya mencionadas, proporciona estabilidad del

punto de operación con respectos de cambios en β.

En la terminal de la base existen dos mallas por lo que se empleara el teorema de Thévenin

para simplificar a una sola malla. Como se ve en la siguiente figura:



5

Donde y

Aplicando LVK en la malla de base

(

)

Como

A temperatura de ambiente Ic depende únicamente de β. Si queremos que Ic sea casi

independiente de β es necesario que

Para que

Al aplicar la 2ª Ley de Kirchhoff a la malla formada por la tensión de alimentación,

resistencia de colector, colector y emisor, se obtiene la relación entre la corriente de

colector y la tensión colector – emisor, dependiendo de la resistencia de carga (Rc). Refleja

todos los puntos posibles de funcionamiento que pueden darse cumpliendo la ecuación de

malla del colector. Para definir la recta de carga, se hallan los dos puntos de intersección de

la recta con los ejes.



6

El diseño de un amplificador está sujeto a tres variables fundamentales; el transistor, la

ganancia β y la temperatura.

Importancia de la ubicación del punto “Q” de un amplificador.

Radica en el hecho de que al situar el punto “Q” de manera que la señal sea simétrica

con respecto al mismo, se tendrá máxima excursión de la señal de entrada y se aprovechara

al máximo la misma para obtener una alta ganancia. Si colocamos el amplificador en el

punto “Q” se obtendría también las óptimas condiciones de trabajo para el transistor ya que

trabajaría en la zona activa.

Factores que producen distorsión de la salida de un amplificador, la señal aplicada en la

base produce una corriente en el emisor. Esta corriente alterna de emisor tiene la mismafrecuencia que la tensión alterna de base. Además la forma de onda se mantiene casi igual

con la pequeña diferencia que en el emisor se presenta una pequeña distorsión, ya que no es

una réplica perfecta de la señal de base, hay un pequeño alargamiento en el ciclo positivo y

a su vez una compresión en el ciclo negativo, a este efecto se le llama distorsión.

Si hacemos un análisis para señal del amplificador PDT obtenemos lo siguiente al eliminar

la fuente de poder DC y cortocircuitar los condensadores.



7

Se realiza el circuito híbrido π del circuito anterior.

Se halla la impedancia de base, entrada y salida.

Se halla la ganancia del amplificador PDT.



8

OBJETIVOS:

1. Evaluar la operación dinámica de un amplificador emisor común.

2. Determinar la ganancia de Tensión de un amplificador emisor común.

3. Evaluar la operación en reposo del transistor.4. Determinar la impedancia de entrada y salida del amplificador PDT.

5. Determinar la ganancia de corriente (β) del amplificador PDT.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:

- 1 Fuente de poder DC variable.

- Generador de Funciones.

- Osciloscopio.

- Transistor 2N3904.

- Resistores (R1= 200KΩ, R2= 19.5KΩ, Rc= 5.6KΩ, Re= 0.375KΩ, RL= 4.7KΩ;

½ W).

- Capacitores: 2 de 10µF / 25,50 o 100V, 100µF / 100V

- V.O.M digital.

TABLA DE VALORES NOMINALES Vs REALES:

DESCRIPCIÓNVALOR

NOMINAL

VALOR

REAL

R1 200KΩ 198,8KΩ

R2 19.5K 19.61KΩ

RC 5625Ω 5,61KΩ

RE 375Ω 393Ω

RL 4.7KΩ 4.61KΩ

TRANSITOR2N3904

β =151 β =163

C1 10µF/50V 9,62µF/50V

C2 10µF/50V 9,44µF/50V

C3 10µF/100V 8,47µF/100V



9

EXPERIENCIAS REALIZADAS

Parte I: Operación Dinámica del Amplificador.

1. Se ensambló el circuito de la figura Nº1

2. Se suministro al circuito con el generador de funciones una señal sinusoidal de

1KHz por la entrada “Vi” del circuito, tomando en cuenta que la señal de salida se

presento sin distorsión y se observo la polaridad correcta de los capacitores,

transistor, medidores y fuente de energía.

3. Se empleo el osciloscopio para medir y registrar los voltajes pico-pico indicados en

la tabla I del formato.

4. Se utilizaron los dos canales del osciloscopio, y se observaron las señales de los

voltajes de entrada y salida del amplificador y se dibujaron las mismas en el formato

de práctica. Se midió también el desfasaje presente en las mismas.

5. Se desconecto del circuito el capacitor C1 y se registraron los valores indicados en

la tabla I.

Vi

19.5KΩ

Q1=2N3904

200 KΩ

5625 Ω

4,7 KΩ

375 Ω

NPN

Re

RL

RC

+

+

R2

R1

V

+

-

300 mVpp

+ 12 Vdc

+ Vo10 µFC2

10 µFC1



10

6. Se conecto el capacitor C1 y se desconecto el capacitor C2, se registraron los

voltajes en la tabla.

7. Se conecto C2 y también se conectó el capacitor C3=10µF en paralelo a la

resistencia del emisor del circuito y se registraron los valores de voltaje en la tabla.

CONDICIÓN Vip-p Vop-p Vbase(Vb) Vcolector(Vc)Av=Vop-p/Vin

p-p

NORMAL 0,28V 1,67V 1V -7,46V 5,96

C1. DESC. 0V 0V 3mV 12V 0

C2. DESC. 0,28V 0V 1V 7,47V 0

C3

CONECT.76mV 3,52V 0,98V 7,59V 46

TABLA I

Parte II: Operación en reposo del transistor.

1. Se desconecto del circuito el generador de funciones, dejando el circuitopolarizado solo con tensión DC.

2. Se midió con respecto a tierra, los voltajes de emisor (VE), de base (VB) y de

colector (VC) y se registraron en la tabla II. En cada caso se realizaron los

cálculos teóricos respectivos (ver pre laboratorio).

NORMAL

CALCULADO MEDIDO

VE 0,36V 309mV

VC 7,86V 7,64V

VB 1,06V 0,98V

TABLA II



11

3. Se apagó la fuente de alimentación y se retiro del circuito la resistencia del

emisor. Luego se encendió la fuente y se registraron los voltajes

especificados en la tabla III, se tomo precaución de apagar la fuente al

momento de retirar los componentes indicados.

4. Se conecto la resistencia del emisor y se desconecto la resistencia del

colector y se midieron los voltajes indicados en la tabla.

5. Se conecto la resistencia del colector y se desconecto del circuito el terminal

de la base del transistor y se registraron los voltajes en la tabla III.

NORMALEMISOR

DESCONECTADO

COLECTOR

DESCONECTADO

BASE

DESCONECTAD

Calculado Medido Calculado Medido Calculado Medido Calculado Medi

VE 0,36V 309mV ---- ---- 0 165mV 0,7V 0,7V

VC 7,86V 7,64V 0,36V 310mV ---- ---- 0,7V 0,98

VB 1,06V 0,98V 0V 0V 12V 12,06V ---- ----

TABLA III



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ANÁLISIS DE RESULTADOS

Con el objeto de ahorrar espacio en este informe, se referirá a resultados obtenidos

en el pre-informe al momento de referirse al análisis en DC del transistor. En otro

caso se hará referencia a la sección de anexos para el análisis de Av.

En vista de las diferencias obtenidas, tanto en el análisis teórico como en la

simulación de proteus, con el valor de Av obtenido en la práctica al momento de

insertar el condensador de desacoplo, se hará referencia a la práctica solo para

mencionar la posible causa de dicha diferencia, pero la comparación se hará en base

al análisis teórico y a la simulación de proteus.

Los 2 valores observados de la β se corresponden a 2 transmisores diferentes. Esto

se debe a que hubo un problema durante la práctica en el que el transistor quedo

inutilizado y debió reemplazarse. Gracias a esto, los valores obtenidos de β varían

en un 7% aproximadamente, sin contar con los elementos internos del transistor.

Por esta razón, se esperó que hubieran posibilidades de errores en un 7% o más,

pero dentro de un rango no mayor al 15%.

Debido a la falta de un instrumento capaz de suministrar un valor perfecto en la

práctica, debió colocarse un potenciómetro en la entrada de la fuente senoidal para

reducir la entrada lo suficiente para evitar la distorsión. En vista de esto, los valoresevaluados en pequeña señal serán solamente los correspondientes a la Av, tomando

como referencia la señal de entrada en cada experimento.

1. Al hacer la comparación entre los valores obtenidos en el pre-informe y

en la práctica del transistor en reposo, puede observarse valores muy

similares entre ellos, siendo el valor de mayor diferencia el observado en

Vc con la base desconectada. Esto se debe a que el transistor posee

diferencia de potencial entre el colector y la base diferente a las

supuestas teóricamente (0,7 V) lo cual nos da un error máximo de 40%

en este caso. Dado que se trabajan con unidades menores a 1 V, las

pequeñas variaciones pueden afectar en gran manera los resultados,

pudiendo originar el 40% de error mencionado. Al comparar las otras



13

mediciones y valores teóricos, se puede afirmar que la práctica se

corresponde con la teoría.

2. Al comparar los valores prácticos en pequeña señal sin el condensador de

desacoplo conectado, se puede ver que los valores correspondientes al

simulador proteus, a los calculados en los anexos y a los obtenidos en la

práctica tienen diferencias no mayores a un 3%. Estos valores se

encuentran dentro del margen de error aceptable de 5%, con lo que se

concluye que, en este experimento los valores son iguales.

3. Al desconectar los condensadores de acoplo, se puede observar que,

como era esperado, la salida se anularía, pues en un caso la entrada no

forma parte del circuito, y en otro la salida no forma parte del circuito.

De esta forma la Av = 0, y se comporta de la misma forma que laesperada en la teoría.

4. Al conectar el condensador de acoplo, se puede observar una diferencia

de aproximadamente 30% con los valores obtenidos en proteus y los

calculados. Pueden existir algunas razones que pueden formar parte de

esto:

a. Las características internas del transistor, no tomadas en cuenta al

momento del análisis teórico, las cuales pueden disminuir la Av.b. Las impedancias de los capacitores, las cuales pueden disminuir

también la ganancia de voltaje.

c. Algún mal contacto o corto circuito, puesto que al momento de

hacer la práctica, se pudo observar que los elementos eran muy

delgados y capaces de hacer un mal contacto.

d. Las resistencias internas de los elementos de medición.

Por estas razones, se decidió hacer la comparación de este

experimento con los valores de proteus. Mientras se hacían los cálculos

teóricos, se hizo necesario tomar en cuenta la impedancia del

condensador de desacoplo, pues era de aproximadamente el 50% de la

r’e, lo cual afectaba en gran escala el valor obtenido. Gracias a esto, se

pudo observar que el valor obtenido de Av en proteus como el calculado,



14

eran diferentes en tan solo 0,04 V (0,7% de error) lo cual demuestra que

el procedimiento utilizado es muy cercano o aceptable a lo que sucede en

la práctica.



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MEJORE SUS CONOCIMIENTOS

1. El funcionamiento del amplificador PDT.

Un amplificador con polarización por divisor de tensión PDT. Para calcular las tensionesy corrientes continuas se abren los condensadores. Luego obtenemos el circuito en DC

simplificado para realizar los cálculos en reposo. El divisor de Tensión lo hacemos para

regular la tensión en continua que queremos que circule sobre la base este valor actúa

directamente sobre el valor de la corriente en la base y a su vez en el colector.

Cuando efectuamos el análisis para señal entonces hacemos un cortocircuito en los

condensadores de acoplo, lo que da como resultado el acoplo de la señal de entrada a la

base. Esta corriente alterna en la base producto de la señal de entrada, amplifica una tensiónalterna en el colector. Esto trae a consecuencia una ganancia de voltaje con respecto a la

entrada del circuito.

2. Importancia y uso de este amplificador

Es muy importante ya que es muy práctico para distintas funciones de uso, como por

ejemplo como hablamos de un transistor que amplifica señales muy pequeñas.

3. Haga un análisis para las características estáticas del circuito amplificador

PDT. Determinar la recta de carga y calcular el punto de reposo Q, especificar

las distintas zonas de funcionamiento.

Análisis en DC del amplificador PDT:



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Malla de entrada

Malla de salida

Sea = 0A en la ecuación de entonces obtenemos lo siguiente; (condición

de corte del transistor BJT) y sea Vce = 0A entonces obtenemos lo siguiente;

(condición de saturación del BJT). Luego el punto Q de trabajo es el siguiente ( que

son los valores obtenidos del análisis en continua del amplificador.

Por ejemplo si Vcc = 10V; Rc = 3.6; Re = 1; Ic = 1.1mA; Vce =4.94V. Estos dos

últimos valores corresponden al punto Q de trabajo.



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4. Definir tipo de configuración y clase del amplificador.

Amplificador Emisor común. La clase de este amplificador podemos identificarla por la

comparación del desfase de la señal de entrada y la de salida, se pudo concluir en el

desarrollo de las experiencia que tienen un desfase de 180°, lo cual nos dice que es un

amplificador clase A.

5. Calcular la ganancia de corriente β en corriente directa DC.

6. Calcular la ganancia de tensión (Av) del transistor.

Apoyándonos en el circuito híbrido π generado anteriormente. De allí podemos obtener

lo siguiente.



18

7. Calcular la impedancia de entrada (Zin) y salida (Zo) del transistor

Según el circuito usado en la práctica obtenemos lo siguiente:

8. Realizar el circuito equivalente híbrido π del amplificador PDT que se

muestra, pero agregue la resistencia de carga RL.

Impedancia de base, entrada y salida.

Ganancia del amplificador PDT.



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9. Explique la función de los condensadores de acoplo (C1 y C2) y desacoplo (C3)

del circuito de la práctica.

Los condensadores C1 y C2 son llamados condensadores de acoplo ya que se encargan

de integrar la señal alterna a la entrada y a la salida del circuito amplificador PDT, son desuma importancia ya que se encargan de suprimir de la salida la componente continua de la

señal. En cuanto al condensador C3 es llamado de desacoplo por la función que ejerce, su

misión es cortocircuitar la resistencia del emisor. Esta resistencia en análisis DC se encarga

de proteger el BJT de cualquier cambio en la corriente de colector, pero en análisis AC esta

resistencia es cortocircuitada por e condensador de desacoplo y aumenta en una gran

medida la ganancia del circuito como se puede observar en la formula de ganancia antes

mencionada.



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SUGERENCIAS O RECOMENDACIONES.

Si no se encuentra en capacidad de entender el funcionamiento del amplificador se

recomienda consultar texto bibliográfico o al profesor.

De ser posible, identifique los materiales a utilizar antes de comenzar la práctica, puestoque la búsqueda de estos puede llevar un tiempo considerable de ella.

Chequear el estado de todos los componentes, medirlos para así tener un buen

desarrollo de la práctica y entender las variaciones de los resultados ya que una

variación entre valor real y valor nominal alteraría dichos resultados.

para no dañar ningún componente del laboratorio o a una persona.

Se debe tener en cuenta las especificaciones del fabricante del transistor y tomar en

cuentas las limitaciones especificadas por el mismo para así no dañar el transistor,

ya que un sobrepaso de sus características eléctricas dejaría de funcionar.

Tomar en cuenta las polaridades de los capacitores al momentos de conectarlos y su

que su capacidad de almacenamiento de voltaje sea la adecuada para el mismo.

Ordenar el sitio de trabajo y desconectar todos los equipos utilizados.



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CONCLUSIONES

Después de la ejecución de la práctica se observó el efecto que tiene el amplificadoremisor común en una señal de entrada, se notó el aumento de la ganancia al colocarse un

condensador de desacoplo en paralelo a la resistencia de emisor. Los capacitores de

acoplamiento ayudan a disminuir la distorsión del mismo al momento de funcionar, el

capacitor de desacoplo esta insertado en el circuito para lograr una ganancia de tensión

mucho mayor, al evitar que la resistencia del emisor “detenga” el paso de corriente alterna.

También se evaluó el amplificador de emisor común polarizado solamente con tensión DC.

En vista a esto, se llegan a las siguientes conclusiones:

El estado en reposo de un transistor tiene su mayor aplicación en el cálculo del

punto de operación y la correcta polarización del transistor.

El transistor 2N3904 se puede utilizar como un amplificador de pequeña señal,

puesto que para señales más grandes los condensadores tienen un efecto más

notable y se requiere un transistor diseñado para este propósito.



22

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_uni%C3%B3n_bipolar

Boylestad Nashelsky – Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos – Octava Edición






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ANEXOS

Circuito montado en proteus equivalente a la práctica n°1, amplificador en pequeña señal:

Cálculos para el circuito anterior: (Sin condensador de desacoplo C2)

Vb = 12 V x 19,61k / ( 198,8k + 19,61k)

Vb = 1,077 V

VE = 1,077 V – 0,7V

VE = 0,377 V

IE = 0,377 V / 393

IE

= 0,96 mA

Si IE es aproximadamente igual a Ic

Ic = 0,96 mA

Si Ic = 0

Vce = 12 V

Si Vce = 0

C1

10u

C210u

C3

10uQ12N3904

R1198.8k

R219.61k

R35.61k

R44.61k

R5393

R3(2)

A

B

C

D



24

Ic = 12V / 5,61k

Ic = 2,14 mA

Entonces, ICQ = 1,2 mA y es aproximadamente igual a IEQ ; VCEQ = 6,3 V

Haciendo los cálculos respectivos al modelo hibrido presentado en el marco teórico:r’e = 26 mV / 1,2 mA = 21,67

Zo = Rc || RL

Zo = 2530,54

Av = Zo / (393 + 21,67)

Av = 2530,54 / (393 + 21,67)

Av = 6,10

Lo anterior sin conectar el condensador de desacoplo C2; para el condensador de desacoplo

conectado se tomara el mismo procedimiento anterior, pero en lugar de RE = 393, se considerarala impedancia del condensador:

Zc = 1 / 2πfC

Zc = 1 / (2π x 1e3 x 10e-6)

Zc = 15,92

Av = Zo / (15,92 + 21,67)

Av = 67,32

Las figuras presentadas en la página siguiente representan a: (Figura 1) Forma de señal concondensador de desacoplo y Av = 67,14 (Vp-pin = 70 mV, Vp-pout = 4,7V); (Figura 2) Forma

de señal sin condensador de desacoplo y Av = 6,14 ( Vp-pin = 70 mV, Vp-pout = 430mV)



25

Figura 1

Figura 2

Pract 4 Revisada y Completa

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