Diseño de un aplificador de una etapa

Universidad Católica del Uruguay Facultad de Ingeniería y Tecnologías

Electrónica Avanzada I
Práctica 2: Amplificador con transistores discretos.

Andrés Casaravilla Gastón Lenzi

Leonardo Martínez Joan Reinaldo

Prof.: Daniel Perciante 08 de junio de 2010

Universidad Católica del Uruguay – Facultad de Ingenierías y Tecnologías Electrónica Avanzada I – Práctica 2: Amplificadores contransistores discretos.

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS. El objetivo de esta práctica es que el estudiante se familiarice con técnicas de diseño de amplificadores utilizando transistores discretos polarizados en zona activa. Se diseñará un amplificador, empleando el transistor de juntura BC337-25, con las siguientes especificaciones. Especificaciones Ganancia en tensión �� = 20 Excursión desalida �� �� = 7 V �� Tensión de alimentación �� �� = 10 V �� Resistencia de entrada mayor que 1k Resistencia de carga ���� = 500 Ω 2. DISEÑO Con el fin de cumplir con las especificaciones realizaremos circuito que se muestra en la Figura 1.

Figura 1: Circuito amplificador.

Notar que la resistencia denominada ���� es la resistencia de salida del generador de señales y no correspondecon un parámetro a ajustar. Para encontrar valores de las resistencias y capacitores adecuados se realizará un estudio del circuito en DC y AC.

A. Casaravilla, G. Lenzi, L. Martínez, J. Reynaldo

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Estudio en DC

Figura 2:Circuito amplificador en DC.

Valiéndonos de la Figura 2 se plantearon las ecuaciones que describen el circuito. En este caso son las que siguen: ���� = �� + 1 ���� ���� = ������ ������ = ����1 + ����2 �� �� − ��1 ��1 − ������ − ������ �� + 1 ���� �� ��1 = ��2 + ���� 2 3 1 4 2 3 4 �� �� − ��1 ��1 − ��2 ��2 = 0 �� ⟹ ��1 = ⟹ ���� = 1

�� �� − ������ − ������ �� + 1 ���� �� ��1

��1 + ��2 �� �� −������ − �� �� ��1 �� �� ��1 ��2 + ������ �� + 1 ��1 + ��2

Con las caídas de tensión a través de las mallas se obtienen las siguientes expresiones para los voltajes: ���� = �� − ���� ������ ���� ���� = ������ �� + 1 ���� �� = ����2 �� + 1 ����

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Estudio en AC La Figura 3 muestra el modelo en pequeña señal del transistor.

Figura 3: Circuito amplificador en AC.

Según lo visto en clase: ������ 1 = ���� + ������1 = �� ������ = ������ 1 ��1 ��2 ⟹ ������ = Además: �� = Restricciones de voltaje. Para determinar el punto de polarización del transistor se necesita agregar algunasconsideraciones acerca de los voltajes en algunos puntos sensibles. Para ello nos remitimos a la Figura 4 (ver página siguiente). En primer lugar, para asegurar una excursión de Δ = 7 V se debe imponer la restricción �� ≤ 6,5 V (5). Por otro lado, con el fin de evitar problemas de saturación �� del transistor se consideró la siguiente inecuación: �� − �� Δ 1 Δ − �� ������ ≥ �� + ⟹ �� − �� ≥ 4,375 V(6) ���� �� �� �� 2 2 20 �� ���� ���� �� =− ������ 1 + ����1 ���� 1 + ����1 ���� ����

��1 ��2 �� 1 + ����1 ���� ��1 ��2 ���� + ��1 + ��2 �� 1 + ����1 ����

Finalmente, al analizar la saturación del emisor por bajas tensiones se llegó a: �� − �� 1 Δ ����2 ��2 ≥ �� − ������ ⟹ �� − �� ≥ 0,175 V (7) �� 2 20 ����1 + ����2 ��1 + ��2 ����

Con estas restricciones (5), (6) y (7) junto a lasecuaciones anteriores se determinaron los valores de las resistencias a emplear en el circuito final.

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Figura 4: Diseño de la polarización.

Elección de componentes Para...