Electronica

ELECTRÓNICA I

Práctica #9

TEMA: EL TRANSISTOR COMO SEGUIDOR DE TENSION

OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente la polarización de un transistor y la influencia de distintos parámetros en su polarización, para la configuración de colector común.
Verificar la ganancia de voltaje en los amplificadores de configuraciones emisor común y base común.

TEORÍA

PREPARATORIO,RESULTADOS Y PORCENTAJE DE ERROR

COLECTOR COMÚN – SEGUIDOR DE TENSIÓN


Análisis de la Polarización (DC)

R_TH=R_B1 ||R_B2=(R_B1*R_B2)/(R_B1+R_B2 )

R_TH=(100 kΩ*150 kΩ)/(100 kΩ+150 kΩ)=60 kΩ

V_TH=(Vcc*R_B2)/(R_B1+R_B2 )=(13 V*150 kΩ)/(100 kΩ+150 kΩ)=7.8 V

V_TH-R_TH*I_B-V_BE-R_E*I_E=0

I_E=I_B+I_C

I_C=β*I_B

→ I_E=I_B+β*I_B=I_B*(1+β)

V_TH-R_TH*I_B-V_BE-R_E*I_B*(1+β)=0I_B=(V_TH-V_BE)/(R_TH+R_E*(1+β) )=(7.8 V- 0.7 V)/(60 kΩ+2.2 kΩ*(1+265) )=〖11〗_μ A

I_C=β*I_B=265*〖11〗_μ A=〖2.91〗_m A

I_E= I_B*(1+β)=〖11〗_μ A*(1+265)=〖2.92〗_m A

V_E=I_E*R_E=〖2.92〗_m A*2.2 kΩ=6.42 V

V_B=V_BE+V_E=0.7 V+6.42 V =7.12 V

V_C=Vcc=13 V

V_CE=V_C-V_E=V_CC-V_E=13 V-6.42 V=6.58 V

Gráficos DC

Señal de VE

Señal de VB

Señal de VC

Señal de VCE



Análisisde Alterna

A_V=V_o/V_in =(i_e (R_E ||R_L))/(i_b h_ie+i_e (R_E ||R_L))

Si: h_ie=(hfe+1) r_e r_e=(〖26〗_m V)/I_E hfe=i_c/i_b =β i_c=hfei_b i_e=i_b+i_c=i_b+hfei_b=(hfe+1)i_b

A_V=((hfe+1) i_b (R_E ||R_L))/(i_b*(hfe+1) r_e+(hfe+1) i_b (R_E ||R_L))=((R_E*R_L)/(R_E+R_L ))/((〖26〗_m V)/I_E +(R_E*R_L)/(R_E+R_L ))

A_V=((2.2 kΩ*3.3 kΩ)/(2.2 kΩ+3.3 kΩ))/((〖26〗_m V)/(〖2.92〗_mA)+(2.2 kΩ*3.3 kΩ)/(2.2 kΩ+3.3 kΩ))=0.993

Z_in=R_TH ||Z_inT

Z_inT=V_inT/i_inT =(i_b h_ie+i_e (R_E ||R_L))/i_b =(i_b*(hfe+1) r_e+(hfe+1) i_b (R_E ||R_L))/i_b

Z_inT=(hfe+1)[r_e+(R_E*R_L)/(R_E+R_L )]=(265+1)[(〖26〗_m V)/(〖2.92〗_m A)+(2.2 kΩ*3.3 kΩ)/(2.2 kΩ+3.3 kΩ)]=353.48 kΩ

Z_in=(R_TH*Z_inT)/(R_TH+Z_inT )=(60 kΩ*353.48 kΩ)/(60 kΩ+353.48 kΩ)=51.29 kΩ

A_I=i_o/i_in =(V_o⁄R_L )/(V_in⁄Z_in)=(V_o*Z_in)/(V_in*R_L )=A_V*Z_in/R_L =0.993*(51.29 kΩ)/(3.3 kΩ)=15.43

Z_o=R_E ||〖Z_0〗^'
〖Z_0〗^'=〖V_o〗^'/〖i_o〗^' =(-i_b h_ie)/〖-i〗_e =(i_b*(hfe+1) r_e)/(i_b*(hfe+1) )=r_e=(〖26〗_m V)/I_E =(〖26〗_m V)/(〖2.92〗_m A)=8.90 Ω

Z_o=〖〖R_E*Z〗_0〗^'/〖〖R_E+Z〗_0〗^' =(2.2 kΩ*8.90 Ω)/(2.2 kΩ+8.90 Ω)=8.86 Ω

Condiciones para que la señal salga sin distorsión

Con: V_in=2 sin⁡ωt V

V_(〖inp〗_-)≤I_E (R_E ||R_L)

2 V≤ 〖2.92〗_m A[(2.2 kΩ*3.3 kΩ)/(2.2 kΩ+3.3 kΩ)]

2 V≤3.85 V →No Existe Recorte

V_CE≥V_(〖inp〗_+ )+V_SAT

6.58 V≥2 V+2 V

6.58 V≥4 V →No Existe Recorte

Diagrama de Voltajes

0^'=V_E-I_E (R_E ||R_L )=6.42 V-〖2.92〗_m A[(2.2 kΩ*3.3 kΩ)/(2.2 kΩ+3.3 kΩ)]=2.56 V


Gráficos DC + AC

Señal de VE



Señal de VB



Señal de VCSeñal de Vo/Vin

A_V=V_o/V_in =(1.98 V)/(2 V)=0.99

Voltaje para generar Recorte

Con: V_in=4.5 sin⁡ωt V

V_(〖inp〗_- )≤I_E (R_E ||R_L)

4.5 V≤ 〖2.92〗_m A[(2.2 kΩ*3.3 kΩ)/(2.2 kΩ+3.3 kΩ)]

4.5 V≤3.85 V →Existe Recorte

V_CE≥V_(〖inp〗_+ )+V_SAT

6.58 V≥4.5 V+2 V

6.58 V≥6.5 V →No Existe Recorte

Diagrama de Voltajes

0^'=V_E-I_E (R_E ||R_L )=6.42V-〖2.92〗_m A[(2.2 kΩ*3.3 kΩ)/(2.2 kΩ+3.3 kΩ)]=2.56 V


Señal de Vo/Vin

RESULTADOS

Gráficos DC

Señal de VE



Señal de VB



Señal de VC



Señal de VCE



CÁLCULO DEL ERROR

CIRCUITO 1
Valores Teóricos Valores Prácticos
VALORES DC
VE 6.42 V 6.438 V
VB 7.12 V 7.19 V
VC 13.0 V 13.13 V
VCE 6.58 V 6.56 V

Error V_E=|(6.42-6.438)/6.42|*100=0.28 %

ErrorV_B=|(7.12-7.19)/7.12|*100=0.98 %

Error V_C=|(13-13.13)/13|*100=1 %

Error V_CE=|(6.58-6.56)/6.58|*100=0.30 %

RESULTADOS

Gráficos DC + AC

Señal de VE


Señal de VB



Señal de VC



CÁLCULO DEL ERROR

CIRCUITO 1
Valores Teóricos Valores Prácticos
VALORES DC+AC
DC Valor pico positivo DC Valor pico positivo
VE 6.42 V 8.42 V 6.438 V 8.438 V
VB 7.12 V...