Diseño De Amplificadores

DISEÑO DE AMPLIFICADORES

ESTUDIANTES GERMAN ESTEBAN PLATA RINCON ELIANA CARDONA RIOS

INGENIERO PROFESOR CAMILO FLOREZ

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES

INTRODUCCION

El diseño de amplificadores potencial inestable que hace uso de los parámetros Y empieza por colocar un factor del valor del factor de inestabilidad, hacer C >1 yaplicar la técnica de diseño de stern, garantizar la estabilidad del amplificador. Haciendo esto, la parte real de las admitancias de carga, quedan determinadas y solo haría falta calcular la parte imaginaria de las mismas con la premisa de maximizar la ganancia.

1) Ajustar el punto Q de polarización del transistor hasta que C>1 con las siguientes características de diseño. Las características quedebe tener el amplificador a diseñar son las siguientes:

Transistor a usar: 2N3866 F0  50MHz

GP MIN  4dB
1. Calculo de la red de polarización para hallar los parámetros internos del transistor y con estos hallar los parámetros ‘’Y’’ del transistor:

Z OUT  50

Z IN  50

BW  5MHz

El punto Q(VCEQ, ICQ) y la fuente de alimentación de DC escogidos arbitrariamentefueron: VCEQ= 12 [V] ICQ= 80 [uA]

El circuito básico para determinar los parámetros básicos del transistor es el siguiente:

Figura 1: transistor con red de polarización.

1. En la utilidad schematics del Software spice se simula el circuito con el transistor y se configura un análisis de AC en un intervalo de frecuencias arbitrario. Al correr la simulación se obtienen los siguiente parametros:Figura 2: cuadro de texto del spice donde aparecen los parámetros internos del transistor. Como se puede observar en la figura 2 los parámetros internos del transistor son: gm= 4.53 RBE= RB= 1.5 [Ω] R0= CBE= CBC= [pF] [KΩ] [F] [siemens] [Ω]

Con estos parámetros internos del transistor se hallan los parámetros ‘’Y’’ del transistor.

1. PARAMETROS ‘’Y’’ DEL TRANSISTOR: [ ] [ ]

[

][

]

[ [ ]

]

2. FACTOR ‘’C’’ DE LINVILLE: | |

Nótese que C> 1, pero no interesa en este caso ya que se empleara la tecnica de diseño de amplificadores de stern.

2. TECNICA DE DISENO DE STERN: 2.1. El primer paso a seguir en esta tecnica es elegir un valor arbitrario de K(factor de stern), el valor que se eligio fue: K=10 3. Calculo de los parámetros L,M,A y N. | { } |

{

}3.1 Calculo del polinomio D(Z):

√

3.2 Calculo de Z0, que es un minimo real del polinomio D(Z): Para hallar los minimos del polinomio se iguala su derivada a 0:

Y se halla el minimo Z0 que sea real, el que se obtuvo fue el siguiente: Z0= 0.01660961147

3.3 Se procede a hallar YS MAX y YL MAX:

Dónde: [| | ]

√

√

√

[|

|

]

√

√ [|

|

{

}]

√ [| Así:|

{

}]

REDES DE ACOPLAMIENTO DE ENTRADA Y SALIDA: 4. RED DE ACOPLAMIENTO DE ENTRADA: esta debe diseñarse de tal forma que: ZIN= 50[Ω] Y YIN= YIN

Para esta red de acoplamiento se hallara los parámetros Rp y Cp

Rp=

= 23.96295587572

=1.54537880e-10

Además el factor Q se calcula así:

4.1 El diseño para las redes de acoplamiento son redes tipo pi.

Figura 3= red deacoplamiento de entrada.  L y C se calculan así: √

[

] [ ]

[ ]

[ ]



Para asegurarse de que se calcularon correctamente los parámetros de la red de acoplamiento se hacen dos pruebas, simulando este circuito en spice:  PRUEBA 1: la siguiente prueba consiste en graficar las fases del voltaje y la corriente de entrada de la red de acoplamiento, las cuales se deben cruzar en el valor dela frecuencia de trabajo F0= 50[MHz] para que estos parámetros hayan quedado correctamente calculados, el análisis se simula en AC sweep. El circuito simulado fue el siguiente:

Figura 4: circuito equivalente de la red de acoplamiento de entrada para realizar la prueba 1

Y la grafica de la simulación de este circuito es la siguiente:

Figura 5: grafica equivalente de la simulación de la...