Universidad de Guadalajara

Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingeniera

Departamento de Electrnica

Ingeniera en Comunicaciones y Electrnica.

CICLO ESCOLAR: 2014Laboratorio de Electrnica IIClave: ET207 NRC: 07342 Seccin: D09

Mtro. Jos Antonio Soriano Pingarrn

Nene Miranda Edgar Arturo Cdigo: 304597885

Practica: 3.- Emisor Comn Fecha: 21 De Mayo del 2014MARCO TERICO.El amplificador Emisor Comn es una de las tres configuraciones de amplificacin bsicas de seal pequea que pueden construirse con un solo transistor bipolar. Sus caractersticas tpicas son: impedancia de entrada y salida por lo general, tienen un valor medio; Alta ganancia de voltaje y de corriente; Desfasamiento de 180 de la seal de salida respecto a la de entrada.

El circuito caracterstico de este tipo de amplificador es el siguiente:

Figura 1.0. Circuito de amplificador, diseo emisor comn.Despus que un transistor se haya polarizado con un punto Q cerca de la mitad de la lnea de carga de cc, se puede acoplar una pequea seal de ca en la base. Esto produce alternancias o fluctuaciones de igual forma y frecuencia en la corriente de colector. Por ejemplo si la entrada es una onda senoidal con una frecuencia de 1 Khz, la salida ser una onda senoidal amplificada con una frecuencia de 1 Khz. El amplificador se llama lineal (o de alta fidelidad) no cambia la forma de la seal de entrada. Si la amplitud de la seal es pequea, el transistor solo usara una pequea parte de la lnea de carga y la operacin sera lineal.

Por otra parte, si la seal de entrada es demasiado grande, las fluctuaciones en la lnea de carga excitaran al transistor a saturacin y corte. Esto cortara los picos de una onda senoidal y el amplificador ya no ser lineal. Si se escucha con mucha atencin una salida con un altavoz, se oir un sonido terrible porque la seal se distorsiona grandemente.

Un capacitor de acoplamiento permite el paso de una seal de ca de un punto a otro.En un amplificador transistorizado, la fuente de cc proporciona corrientes y voltajes fijos. La fuente de ca produce fluctuaciones en estas corrientes y voltajes. La forma ms simple para analizar el circuito es la divisin del anlisis en dos partes: un anlisis de cc y un anlisis de ca. En otras palabras, puede usarse el teorema de la superposicin cuando se analicen amplificadores transistorizados.

Circuitos equivalentes de Ca y CC

En seguida se enumeran algunos pasos para la aplicacin del teorema de la superposicin de circuitos transistorizados:- Redzcase la fuente de ca a cero; esto significa poner en corto una fuente de voltaje o abrir una fuente de corriente. branse todos los capacitores. Al circuito restante se le llama circuito equivalente de cc. Con este circuito se pueden calcular los voltajes y corrientes en cc que se deseen.- Redzcase la fuente de cc a cero; esto equivale a poner en corto una fuente de voltaje o abrir una fuente de corriente. Pngase en corto todos los capacitores de paso y de acoplamiento. Al circuito restante se le llama circuito equivalente de ca. Este es el circuito que se utiliza para el clculo de voltajes y corrientes de ca.- La corriente total en cualquier rama del circuito es la suma de las corrientes de cc y ca que se encuentran presentes en esta rama; el voltaje total aplicado en cualquier rama es la suma de los voltajes de ca y cc que se encuentran aplicados a esa rama.

Primero, se reducen todas las fuentes de ca a cero, se abren todos los capacitores y lo que quedas es el circuito que se tiene en la figura siguiente:

Figura 1.1. Circuito equivalente en DCEste el circuito equivalente de cc. Esto es lo que realmente interesa en lo que respecta a voltajes y corrientes de cc. Con este circuito se pueden calcular los voltajes y corrientes fijos.Seguidamente se pone en corto la fuente de voltaje y tambin los capacitores de acoplamiento y de paso; lo restante es el circuito equivalente en ca que se muestra en la figura:

Figura 1.2. Circuito equivalente en CA.Debe notarse que el emisor est a tierra de ca, debido a que el capacitor de paso esta en paralelo con RE. As mismo, cuando la fuente de alimentacin de cc esta en corto, pone a tierra un extremo de R1 y de Rc; dicho de otra manera, el punto de alimentacin de cc es una tierra de ca porque tienen una impedancia interna que se aproxima a cero. Con el circuito equivalente de ca que se indic en la figura puede calcularse cualquier voltaje y corriente de ca que se desee.

Ganancia de voltaje

La ganancia de voltaje de un amplificador es la relacin del voltaje de ca de salida al voltaje de ca de entrada.Cuando se trata de localizacin de fallas, es muy til tener una idea sobre cual ser la ganancia de voltaje. Una manera de deducir una formula simple para la ganancia de voltaje de la figura 1, es substituir el circuito por el circuito equivalente de ca; esto significa poner en corto a tierra el voltaje de alimentacin y poner en corto todos los capacitores porque para la corriente alterna acta como cortocircuito en un amplificador bien diseado.

En la figura 4 muestra el circuito equivalente de ca. La resistencia Rc de colector va hacia tierra porque el punto de voltaje de alimentacin acta como un cortocircuito para ca. De la misma forma, el resistor R1 est a tierra, por lo que aparece en paralelo con R2. Por lo tanto, se puede visualizar el circuito equivalente de ca como se muestra en la figura:

Figura 1.3.Circuito hibrido para la obtencin de Vo.En cualquier circuito, el voltaje aplicado a re es igual a Vent. Esta idea debe afianzarse antes de seguir adelante.La ley de Ohm indica que la corriente de ca de emisor es:

Como la corriente del colector es aproximadamente igual a la corriente de emisor:

El signo menos se usa para indicar la inversin de fase. En otras palabras, en el semiciclo positivo del voltaje de entrada aumenta la corriente de colector, produciendo el semiciclo negativo del voltaje de salida. Como Ie=Vent/re, se presenta entonces la siguiente ecuacin.Reacomodando los trminos anteriores se obtiene la ganancia de voltaje.El modelo de CA de una etapa de emisor comn

El problema principia cuando se colocan etapas amplificadoras en serie; as se pueden obtener ganancias totales del orden de los miles. Pero antes de analizar amplificadores de multietapas, es necesario un circuito equivalente simple de ca para una etapa individual. Para obtener este modelo, debe conocerse la impedancia de entrada y salida.Impedancia de entrada

La fuente de ca que excita un amplificador proporciona corriente alterna a esta. Normalmente, cuanto menos corriente consuma el amplificador de la fuente, ser mejor. La impedancia de entrada de un amplificador determina la cantidad de corriente que toma el amplificador de la fuente de ca.

En la banda de frecuencia normal de un amplificador, en donde los capacitores de paso y acoplamiento aparentan ser cortocircuitos en ca y en donde cualquier otra reactancia es despreciable.

Figura 1.4.Diseo hibrido para la obtencin de Zi.DESARROLLO TEORICO.Se utilizaron los siguientes datos para realizar el amplificador emisor comn de acuerdo a las curvas trazadas (Figura 1.5.):

Figura 1.5.Curvas del trazadorSe obtuvieron los siguientes datos de las curvas obtenidas del trazador de curvas.

hfe= 291 VCEq=6v

IcQ= 728uA

RL=6.59K(VBE= .7v

En donde Vs tomamos la resistencia del generador Vs=50(Utilizando la siguiente frmula para calcular hie.

VOLT. TEMICOhie= hfe (42mV/ICQ)

Ecuacin 1.0En seguida se saca el valor de RE con la siguiente frmula:

Re= VE/ IcQ

Ecuacin 1.1.Para sacar la resistencia en el emisor se ocupa el voltaje en el emisor, para sacar el voltaje en el emisor se ocupa la siguiente frmula:

VE=(1/10)Vcc

Ecuacin 1.2.Para conocer la resistencia en la base:

Rb=(/10(RE)

Ecuacin 1.3.Para conocer la resistencia en el colector:

Rc=(Vcc-VceQ/IcQ)-REEcuacin 1.4.Para conocer el valor de las resistencias en el capacitor se necesita la frmula siguiente:

Rc=(Vcc-Vceq)/Icq

Ecuacin 1.5.Obteniendo ecuacin para el valor de R1

R1=RB=(1-VBB/Vcc)

Ecuacin 1.6.Calculando R2

R2= RB Vcc/VBB

Ecuacin 1.7.Para el VBBVBB=VBC+ICQ[RB/( +RE]

Ecuacin 1.8.Calculando los capacitores:

Para el capacitor C1

C1= 1/2((Fl/10)(rs+zi)

Ecuacin 1.9.Para capacitor Co

Co=1/2((Fl/10)(Rl+Zo)

Ecuacin 2.1. Para impedancia de entrada:

Zi=RB//hie

Ecuacin 2.2.Para impedancia de salida:

Zo=Rc

Ecuacin 2.3.Para Capacitor en emisor:

CE= 1/2(FL(RE//hie+(rs//Re)/(hfe+1))

Ecuacin 2.4.Ganancias de voltaje

Av=-hfe(Rc//Rl/hie)

Ecuacin 2.5.Ganancia de corriente

Ai=(-Rc/Rc+Rl)hfe(RB/RB+hie)Ecuacin 2.6.SIMULACION.Para la simulacin tenemos el siguiente diagrama previamente calculados sus valores resistivos y capacitores.

Figura 1.6. Simulacin de emisor comn en MULTISIM 10.

a) Simulacin sin resistencia de carga. b) Lectura en osciloscopio de Vi y Vo con ganancia de Av = -209

Figura 1.7. Simulacin de emisor comn en MULTISIM 10.

a) Simulacin con resistencia de carga. b) Lectura en osciloscopio de Vi y Vo con ganancia de voltaje Av = -187

Figura 1.8. Simulacin de emisor comn en MULTISIM 10.

a) Simulacin sin capacitor de emisor. b) Lectura en osciloscopio de Vi y Vo con ganancia de voltaje Av = -3.26

Figura 1.9. Simulacin de emisor comn en MULTISIM 10.

a) Simulacin con RE=0 ohms. b) Lectura en osciloscopio de Vi y Vo con ganancia de voltaje Av = -2.6DESARROLLO REAL.

Figura 2.0. Ensamble en protoboard de circuito en emisor comn.Para los clculos del desarrollo real se anexan en las hojas, y continuacin se muestran imgenes de los datos obtenidos y tabla de comparaciones as como sus ganancias.

Figura 2.1. Medicin en osciloscopio sin resistencia de carga con ganancia de Av = -270.5

Figura 2.2. Medicin en osciloscopio con resistencia de carga y ganancia de voltaje

Av = -91.3

Figura 2.3. Medicin en osciloscopio sin capacitor de emisor y ganancia de voltaje Av = -5.42

Figura 2.4. Medicin en osciloscopio con resistencia de emisor = 0 y una ganancia de voltaje Av = -311.1Frecuencias y ganancia de voltaje

F (Hz)VinVoAvAv log

1011.6mV1.12V-96.539.6

3014.4mV2.96V-20546.2

6014.4m3.2V-222.246.9

10014.4m3.32V-23047.2

30014.4mV3.6V-25047.9

60014.4mV3.68V-255.548.1

1K14.4mV3.68V-255.548.1

3K14.4mV3.68V-255.548.1

6K14.4mV3.6V-25047.9

10K14.4mV3.6V-25047.9

30K14.4mV3.6V-25047.9

60K14.4mV3.6V-25047.9

100K14.4mV3.56V-247.247.8

300K14.4mV3.2V-222.246.9

600K12.8mV2.52V-196.845.8

1M11.2mV1.64V-146.443.3

Tabla 1.0. Valores Medidos, Comparativa de Vo y Vi en datos medidos.CONCLUSIONESSe aprendi bastante de esta prctica, anteriormente se desconoca el funcionamiento prctico de la misma, pero ahora se a jugado con el diseo hasta lograr ganancias mayores a las calculadas.

Se comprob lo que anteriormente en teora se haba visto lo cual es, que el diseo del amplificador Emisor Comn, una ganancia de Voltaje alta. Tambin se obtuvieron problemas para llegar al buen resultado, pero al final se logro ms de lo esperado.

b)

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