Electronica

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OBJETIVO.
Diseñar un amplificador de pequeña señal en emisor común para comprobar su funcionamiento, así como sus características eléctricas más importantes y además sirva de enlace para las materias de electrónica analógica I y II.
MATERIAL UTILIZADO.
1 TRANSISTOR 2N2222A
2 CAPACITORES ELECTROLITICOS DE 10uF
1 CAPACITOR ELECTROLITICO DE 47Uf
OSCILOSCOPIO
GENERADOR DE FUNCIONESRESISTENCIAS:
2.7K ohms
10K ohms
470K ohms
68K ohms
27K ohms
47 ohms
TEORIA BASICA.
Para que una señal sea amplificada tiene que ser una señal de corriente alterna.
No tiene sentido amplificar una señal de corriente continua porque, esta no lleva ninguna información. Como por ejemplo la frecuencia de una señal continua no tiene frecuencia.
En un amplificador de transistores están involucradas losdos tipos de corrientes (alterna y continua).
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.
En el diagrama se ve la base del transistor conectada a dos resistencias (R1 y R2). Estas dos resistencias forman un divisor de voltaje que permitetener en la base del transistor un voltaje necesario para establecer la corriente de polarización de la base.
El punto de operación en corriente continua esta sobre una recta de carga dibujada en la familia de curvas del transistor. Esta línea está determinada por formulas que se muestran más adelante.

Hay dos casos extremos:
1.- Cuando el transistor esta en saturación (Ic max), que significaque Vce es prácticamente 0 voltios.
2.- Cuando el transistor esta en corte (Ic=0), que significa que Vce es prácticamente igual a Vcc.
Si se modifica RB1 y/o RB2 el punto de operación se modificara para arriba o para abajo en la curva pudiendo haber distorsión.
Si la señal de entrada (Vin) es muy grande, se recortaran los picos positivos y negativos de la señal en la salida (Vout).

Capacitorde bloqueo (C1).
Este capacitor (condensador) se utiliza para bloquear la corriente continua que pudiera venir de Vin. Este capacitor actua como un circuito abierto para la corriente continua y un corto circuito para la corriente alterna (la que se desea amplificar).
Estos capacitores no se comportan tan perfectamente en la realidad, pero se acercan bastante, pudiendo suponerse como ideales.Capacitor de derivación (Ce).
El resistor RE aumenta la estabilidad del amplificador pero tiene el gran inconveniente que es muy sensible a las variaciones de temperatura (causara cambios en la corriente de base, lo que causara variaciones en la corriente de emisor, recordar que Ic= B*Ib).
Esto causara una disminución en la ganancia de corriente alterna, lo que no es deseable.
Para resolver elproblema se pone en paralelo con RE un capacitor que funcionara como un corto circuito para la corriente alterna y un circuito abierto para corriente continua.

El voltaje de salida estará dado por la siguiente fórmula:
Vout = Ic x RC = B x Ib x RC = hfe x Ib x RC

La ganancia de voltaje está dada por:
V – Vout / Vin = - RC / Zin
(el signo menos significa que Vout está 180º fuera de fase conrespecto a Vin)

Ganancia de corriente:
I = (Vout x Zin) / (Vin x RC) - V x Zin / RC

Ganancia de potencia:
P = V x I

Zin (impedancia de entrada):
Zin = RB1 // RB2 // hie
(que normalmente no es un valor alto. Contrario a lo deseado)

Zo (impedancia de salida):
Zo = RC

La salida esta desfasada 180º con respecto a la entrada (esta invertida).
Notas:
B = hfe (son parámetrospropios de cada transistor).
hie = Zin (del transistor dada por el fabricante).
DESARROLLO.
1.- Diseñar un amplificador en emisor común el cual opere con un V=95 y una Zin=14k ohms.
2.- Para el amplificador diseñado calcule I y Zo
3.- Haga una simulación del amplificador diseñado y obtenga valores en el simulador de v, i, Zo y Zin.
4.- Arme el circuito y compruebe el punto de...
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