Diseño Amplificador Multietapa

Diseño De Amplificador Multietapa
EulissisAcencioRios 1090075,
Marlon rey 1090346.
Edwararmando rincon Cód. 1090392

INTRODUCCIÓN

El diseño del amplificador multietapa permite al estudiante desarrollar sus capacidades para aplicar los conocimientos teóricos de electrónica a funciones prácticas teniendo en cuenta unas condiciones iniciales, tal cual, como es en el mundo laboral donde alingeniero se le asignan unos parámetros para diseñar un prototipo que satisfaga dichos requerimientos.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

* Diseñar e implementar un amplificador multietapa.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

* Diseñar y evaluar amplificadores multietapa empleando las diferentes técnicas de variación de la ganancia |
* Integrar los conocimientos adquiridos en las diferentesasignaturas teóricas y prácticas vistas durante la carrera, en el diseño y desarrollo de proyectos. |
* Utilizar ORCAD para la simulación de cada uno de los parámetros más importantes de los amplificadores multietapa. |

PARÁMETROS DEL DISEÑO

* Ganancia de voltaje 100 5%
* Fuentes de alimentación de 15v
* Manejo de señal a la salida: 20 Vp-p. (Medido a 10 kHz).
*Resistencia de entrada mayor o igual 100KΩ.
* Resistencia de salida menor o igual a 200Ω.
* El amplificador debe estar compensado con respecto a variaciones de temperatura.

DISEÑO

El diseño consta de cuatro etapas, la primera y la cuarta etapa son colector común; la segunda y tercera etapa son emisor común, acopladas como se muestraa continuación:

Nota; antes de la primera etapa seaplica un voltaje de 100 mVp.
Vo
Vinn

Colector común

Emisor común

Emisor común

Colector común

Después de la cuarta etapa se obtienen 10 Vp
Diagrama de bloques.

DESARROLLO

El amplificador multietapa consta de dos configuraciones de seguidoras de voltaje y dos inversoras, acopladas las tres primeras etapas por capacitores e incluyendo capacitores de desvío en la tercera ycuarta etapa.

Las tres primeras etapas emplean transistores NPN 2N2222 y en la cuarta etapa se emplea un transistor TIP41C debido a sudisipación de potencia, con el fin de obtener en la salida el valor deseado de la señal amplificada.
REDES DE DOS PUERTOS
De acuerdo con la figura de la redes de dos puertos, podemos determinar la ganancia de voltaje,

De la siguiente forma:
Vo= Av4RLRL +Ro4Av3 Ri4Ri4 + Ro3
Av2 Ri3Ri3 + Ro2Av1 Ri2Ri2 + Ro1ViRi1Ri1 + Rs

En términos de ganancia de voltaje:
AVT= VoVi
= Av4Av3 Av2 Av1 RLRL + Ro4Ri4Ri4 + Ro3
Ri3Ri3 + Ro2Ri2Ri2 + Ro1V1
ETAPA I SEGUIDOR DE VOLTAJE
En la primera etapa del diseño, se busca una resistencia de entrada alta por lo cual se hizo uso de esta configuración.

Los valores de las resistencias R1 y R2 se escogieronaproximadamente 560k y 470k respectivamente, para garantizar que la impedancia de entrada supere los 100 k el cual es un parámetro exigido. Ya que esta resistencia dependerá del paralelo entre R1 y R2.
Para calcular la impedancia de entrada, se puede determinar mediante el siguiente proceso
Mediante un divisor de voltaje determinamos el voltaje que cae a la base, sabiendo que es el mismo voltaje en laresistencia R2 menos el voltaje de la fuente V3.
vQ1B=(15+15)*462k462k+555k-15
vQ1B=-1.37v
Teniendo en cuenta que necesitamos que el valor de la corriente que pase por la base sea mucho menor a la corriente que pasa por R2, entonces
IR2=13.68462k
IR2=29.610*10-6A
Así deberíamos tener una corriente de base aproximadamente 10 menor que IR2, por lo tanto
2.961*10-6A=29.610*10-610
Sabiendoque el voltaje que llegara al emisor, que será el voltaje en la base menos 0.7v, se logra determinar el voltaje de la resistencia R3; y sabiendo la corriente que necesitamos para la base y el β del transistor que es igual a 240 (asumido) podemos determinar un valor aproximado para R3, Ic ≈ Ie
R3≥ -1.37-0.7--152.961*10-6*β=17.46k
Aproximando R3 a 18k.pero midiendo la resistencia se toma como...