Amplificador. El Transistor

Caracas, 27 de Enero de 2013
Laboratorio II de Física



Practica 6
AMPLIFICADORES. EL TRANSISTOR


Un amplificador lineal toma una señal y produce otra de la misma forma, pero aumentada, la amplificación se logra haciendo que una fuente energética llamada fuente de potencia, libere energía de acuerdo a las variaciones de la señal a amplificar mediante el uso de algún elemento decontrol. Se muestra en la imagen 1 un esquema de un amplificador y en la imagen 2 el símbolo empleado para representar un amplificador.









La ganancia de un amplificador se debe a la relación de las amplitudes de las señales de salida y entrada como se muestra en la ecuación 1.
Ec. 1
Hay circuitos que poseen dos puertos y son conocidos como cuadrupolos (imagen 3), los cualesconsisten en tener dos puertos de dos terminales cada uno: un puerto de entrada y un puerto de salida.
Un cuadrupolo puede ser utilizado como un amplificador ideal si el voltaje de entrada y/o corriente en el puerto de salida es diferente del voltaje y/o corriente aplicado en el puerto de entrada.


En un amplificador ideal de voltaje de ganancia A, el voltaje de salida es A veces el voltaje deentrada, independientemente del valor de la corriente de salida, como se muestra en la imagen 4, donde se observa la característica de salida por medio de una familia de curvas, cada una correspondiente a un valor de voltaje de entrada. Análogamente, en un amplificador ideal de corriente de ganancia A, la corriente de salida es A veces la corriente de entrada, independientemente del valor delvoltaje de salida, como se muestra en la imagen 5, nuevamente, se obtiene a una familia de curvas características, cada una correspondiente a un valor de la corriente de entrada.









Para amplificadores reales, existe una dependencia entre la corriente y el voltaje de salida, por lo cual las curvas correspondientes dejan de ser estrictamente paralelas a losejes respectivos.

Un amplificador ideal, es aquel que pueda multiplicar cualquier señal de entrada por una constante sin deformarla ni distorsionarla, esto en la realidad no ocurre y es a lo que lleva a las limitaciones de un amplificador, entre ellas tenemos:
Se produce la saturación, esto es cuando la señal de entrada es mayor de lo que el amplificador es capaz de recibir.
El elemento decontrol y el circuito mismo no “responden” de igual forma para distintas frecuencias.

El transistor es el elemento de control más usual en los amplificadores, está formado por tres capas semiconductoras n y p alternadas, hechas de tal forma que la capa intermedia es delgada y recibe el nombre de base, mientras que las otras dos capas externas se llaman colector y emisor. Un transistor n-p-n óuno p-n-p no existe diferencia básica entre ellos excepto a su polarización, en éste caso se invertirían las corrientes y los voltajes. En la imagen 6 se muestra el símbolo de un transistor
Observe la diferencia en la dirección de la flecha en el emisor según sea n-p-n o p-n-p, lo que quiere decir, en el caso de un transistor p-n-p es que la corriente del emisor entra al mismo. Para que untransistor n-p-n funcione como amplificador, la unión base emisor debe estar polarizada en paso fácil, y la unión base colector en paso difícil, las corrientes deben estar limitadas, por lo que necesario conectar resistencias en serie con las fuentes de voltaje.
Existen tres configuraciones posibles en las que se puede conectar un transistor según que el terminal común sea el emisor, la base oel colector como se muestra en la siguiente imagen:









Unas de las ventajas del transistor, es la posibilidad de regular un flujo muy grande de corriente a través de la unión colector-emisor mediante el uso de una pequeña corriente de base.


PARTE EXPERIMENTAL
Se usó el Transistor Modelo Siemens AD161
Experiencia 1: Determinación de las...