Proyecto Electrónica

Claudio Sanhueza MuñozGuillermo Salcedo Vallejos

• Diseño circuito amplificador de corriente utilizando JFET– acoplamiento directo – Ai = 500 – Rin mayor que 5kΩ.

– RL = 8Ω.

• Diseñe un circuito AND – con BJT– tres entradas

Parámetros• Transistor 2N3819

• Vdd = 12 V

Configuración• Source común

PolarizaciónCircuito general de

polarización DC Ecuaciones de malla

Polarización

• Como se desea máxima excursión de señal se imponen las siguientes condiciones de diseño:

• Dada la ecuación del jfet:

• Se obtiene Vgs:

PolarizaciónCircuito general de polarización AC

Ganancia:

PolarizaciónCircuito de polarización DC

Circuito Amplificador

Nombre Valor Calculado Valor en Comercio

RG 220 [kΩ] 220 [kΩ]

RS1 92.114 [Ω] 91 [Ω]RSca 83.62 [Ω] 83[Ω]RD1 1.224 [kΩ] 1.2 [kΩ]

RS2 1.351 [kΩ] 1.2 [kΩ]

RD2 48.52 [Ω] 47 [Ω]

Análisis en baja Frecuencia• Circuito equivalente, Modelo de pequeña señal

Análisis en baja Frecuencia

• Función de Transferencia

• Determinación de la frecuencia de corte:

• Dos polos generan caída de 3 dB:

Análisis en baja Frecuencia

• Tercer polo se encuentra a mas de una década

• Se determinan los condensadores:

Valor calculado Valor realC1 145.8 [uF] 120 [uF]C2 1.1[uF] 1.2[uF]C3 27.8[uF] 33[uF]

Diagramas de Bode• Simulación mathcad

• Av

0.01 0.1 1 10 100 1 1030

50

100

20 log Zout f( )

20 log Rd2

f

0.1 1 10 1000

50

100

150

20 log Zin f( )

20 log Rg

f

• Zout

• Zin

Análisis en Alta Frecuencia

• Circuito equivalente de Alta Frecuencia

Análisis en Alta Frecuencia • Utilizando un método basado en matriz de admitancia indefinida“MAI”

𝜔𝐻=1

∑𝑅 𝑗0∗𝐶 𝑗𝑅𝑘𝑙=

∆𝑘𝑘𝑙𝑙

∆𝑙𝑙

𝐶𝑔𝑑 1=𝐶𝑔𝑑 2=𝐶𝑟𝑠𝑠

Análisis en Alta Frecuencia

𝜏=∑ 𝜏 𝑗=1.2549𝜇𝑆 𝑓 𝑐=1

2𝜋∗𝜏=126.82[𝑘𝐻𝑧 ]

𝐵𝑊=126.82[𝑘𝐻𝑧 ]−30 [𝐻𝑧 ]≈126.82[𝑘𝐻𝑧 ]

• Pspice

Diagramas de Bode• Ganancia de corriente

• Mathcad

1 10 100 1 103 1 104 1 105 1 106 1 1070

20

40

20 log Ai f( )

20 log500

2

f

SimulaciónEntrada sinusoidal

Potencia

• Potencia de entrada:

• Potencia de salida máxima

• Potencia disipada por los transistores:

• Eficiencia del amplificador:

Circuito Lógico

Se utilizó el transistor bipolar 2N222 por ser de uso general

Circuito Lógico• Determinar R2:

• Seleccionamos un resistor comercial R2=330Ω

• Simulando obtuvimos:– rise time: 21ns– fall time: 11ns– retardo de subida: 60ns– retardo de bajada: 480ns– Vo mínimo: 31.73mV– Io máximo: 15.0mA

Circuito Lógico

• Evaluación lógica:A B C Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 V0 0 0 ON ON ON OFF OFF ON 0

0 0 1 ON ON OFF OFF OFF ON 0

0 1 0 ON OFF ON OFF OFF ON 0

0 1 1 ON OFF OFF OFF OFF ON 0

1 0 0 OFF ON ON OFF OFF ON 0

1 0 1 OFF ON OFF OFF OFF ON 0

1 1 0 OFF OFF ON OFF OFF ON 0

1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF 1

A B C Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 V0 0 0 ON ON ON OFF OFF ON 0

0 0 1 ON ON OFF OFF OFF ON 0

0 1 0 ON OFF ON OFF OFF ON 0

0 1 1 ON OFF OFF OFF OFF ON 0

1 0 0 OFF ON ON OFF OFF ON 0

1 0 1 OFF ON OFF OFF OFF ON 0

1 1 0 OFF OFF ON OFF OFF ON 0

1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF 1

Circuito Lógico

Conclusiones

• Amplificador– Se cumplieron todos los

requerimientos.– Se obtuvo Ai=537– Error=7.4%– Rin mayor que 5kΩ

(220kΩ)– Baja eficiencia– Gran ancho de banda

BW=126.82 kHz

• Circuito lógico– Se cumplieron todos los

requerimientos– Características acordes a

tecnología TTL