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ELECTRÓNICA ANALÓGICA (GIEIYA)

CURSO 2012/2013

Práctica 1, Respuesta en frecuencia de los amplificadores
 

Objetivos
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Entender los métodos para determinar las frecuencias de corte baja y alta para diversas  configuraciones de amplificadores.  Analizar  el  efecto  en  baja  frecuencia  de  amplificadores  con  componentes  discretos  en  fuente común y puerta común. Conocer el modelo de pequeña señal para los MOSFET que toma en cuenta efectos de alta  frecuencia.  Determinar experimentalmente los parámetros del amplificador; tales como: frecuencias  de  corte  y  ancho  de  banda.  Analizar  y  justificar  las  posibles  discrepancias  entre  los  resultados teóricos y los reales. 

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Especificaciones
Los  cálculos  teóricos  y  las  medidas experimentales  de  la  respuesta  en  frecuencia  de  los  diversos  amplificadores  deben  realizarse  con  los  transistores  polarizados  en  el  punto  de  trabajo definido por: 

I D  ________ mA   y  
Utilizar el transistor NMOS ALD1105 

VDS  ________ Voltios  

1. Introducción
La respuesta en frecuencia de un componente o sistema electrónico es la variación de la señal  de  salida  en función  de  la  frecuencia  de  la  señal  de  entrada.  La  figura  inferior  representa  la  respuesta en frecuencia de un amplificador, a esta representación se le denomina diagrama de  Bode.  Las frecuencias de corte superior ( f h ) e inferior ( f l ) limitan la zona de frecuencias medias en  la  cual  la  ganancia  permanece  constante,  que se denomina ancho de banda del amplificador  BW. Estos valores se corresponden con las frecuencias a la cual la ganancia del amplificador  se  ve  atenuada  en  3  decibelios  respecto  a  su  valor  a  frecuencias  medias.  También  es  equivalente a decir que la ganancia a las frecuencias de corte es  AV 0 2 , donde  AV 0  es la  ganancia a frecuencias medias.  En  la  figura  se  observa  que  la  ganancia  de  tensión  decrece  tanto  a  bajas como  a  altas  frecuencias.  Esto  implica  que  para  señales  de  entrada  formadas  por  la  suma  de  señales  sinusoidales de diferente frecuencia, no todas las componentes serán amplificadas de la misma  manera, dando lugar a una señal distorsionada a la salida porque las diferentes componentes 

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ELECTRÓNICA ANALÓGICA (GIEIYA)

CURSO 2012/2013en frecuencia no mantendrán la misma relación que tenían a la entrada. A esta distorsión lineal  se la denomina distorsión de amplitud. 

Figura 1, Modulo de la ganancia de tensión en función de la frecuencia
Un amplificador también podría producir distorsión si induce diferentes cambios de fase en las  diferentes componentes frecuenciales de la señal de entrada. Por ejemplo si un amplificador cambia una componente en 10 milisegundos, debería cambiar todas las demás componentes  en la misma cantidad para evitar la distorsión.   Las distorsiones de amplitud y fase son distorsiones lineales y no deberían confundirse con la  distorsión no lineal. La distorsión no lineal genera componentes de frecuencias que no existían  en la señal de entrada, armónicos de la señal original. La distorsión no lineal viene producida por una amplitud excesiva de la señal de entrada y no por su frecuencia.  Es importante conocer la respuesta en frecuencia de un amplificador para poder determinar si  la señal de entrada tiene componentes de frecuencia fuera de su zona media que puedan dar  lugar a una señal distorsionada a la salida del amplificador.  En  esta  práctica  vamos  desarrollar  teóricamente  las  ecuaciones  necesarias para  analizar  la  respuesta  en  frecuencia  de  dos  etapas  amplificadoras  de  un  transistor,  el  amplificador  de  fuente común CS y el de puerta común CG  Todos los cálculos teóricos necesarios, tanto de la polarizacion de los amplificadores, como el comportamiento de la ganancia en función de la frecuencia deben realizarse con anterioridad a la asistencia a la clase de...