Multietapas

OBJETIVOS

• Construir con transistores un amplificador multietapas y determinar su ganancia de voltaje total y por etapas.
• Observar la relación de fase en la entrada y salida de cada una de las etapas que conforman el amplificador.

INTRODUCCIÓN

Cuando las necesidades de ganancia, potencia de salida y respuesta en frecuencia requeridas al diseñar un amplificador con un solotransistor no son suficientes, obligando al transistor a trabajar cerca de sus valores de seguridad, es conveniente usar más de un transistor formando un amplificador multietapas (figura 2.1) para satisfacer las necesidades del amplificador requerido.

De esta manera los transistores trabajarán con rangos menos estrictos de operación. Por otro lado es más sencillo y más barato conseguir transistorescon especificaciones medias que para altos rangos de operación.

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Figura 2.1

Los acoplamientos que se emplearán en estas prácticas para acoplar un amplificador con otro son: acoplo capacitivo, bloquea la componente de corriente directa de una etapa a la otra, pero limita el ancho de banda; acoplo directo, permite el paso de las componentes de corriente directa de una etapa a la otra, peroaumenta el ancho de banda desde frecuencias bajas hasta altas frecuencias.

En esta práctica el alumno obtendrá la ganancia de voltaje de un amplificador de dos etapas con acoplo capacitivo. Obtendrá también la ganancia de voltaje por etapas mediante la medición de los voltajes de CA a la salida de cada una de las etapas y del voltaje de entrada. Inicialmente comprobará, haciendo las medicionescorrespondientes, que los transistores se encuentran en la región de amplificación.

Un criterio universal al plantearse un amplificador consiste en diseñar varias etapas, la primera será un pre-amplificador que permita preparar al adecuadamente la señal de la fuente para después ser amplificada y procesada. Una segunda etapa que funcionará para obtener la amplificación de la o las variablesinvolucradas. En muchos casos para evitar los niveles de saturación se reserva más de una etapa para esta tarea. Y una etapa final exclusiva para la etapa de potencia que permite la materialización de nuestra aplicación para un ambiente ajeno a las pequeñas señales.

EQUIPO

1 Fuente de voltaje de CD.
1 Generador de funciones.
1 Multímetro.
1 Osciloscopio.
1 Tableta de conexiones.
1 pinzasde corte.
1 pinzas de punta.

MATERIAL

Alambres y cables para conexiones.
1 Resistencia de 68kΩ a ½ watt R1
1 Resistencia de 33kΩ a ½ watt R6
1 Resistencia de 22kΩ a ½ watt R5
1 Resistencia de 12kΩ a ½ watt R2
1 Resistencia de 1.8kΩ a ½ watt R3
1 Resistencia de 470Ω a ½ watt R7
1 Resistencia de 330Ω a ½ watt R4
1 Capacitor de 22 µF a 25V C2
1 Capacitor de 10µF a 25V C1
2 Transistores 2N3904 T1 y T2

DESARROLLO

1. Se armó el circuito mostrado en la figura 2.1.

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Figura 2.2

2. Con Vi = 0 (apagado), se midieron los siguientes valores:

|T |IB(µA) |IC(mA) |VC(V) |VE(V) |VCE(V) |
|2 |44.2 |10.02|9.92 |4.65 |5.70 |

Tabla 2.1

3. Con el generador de funciones encendido Vi y ajustado a 250mVpp con frecuencia de 1kHz y con ayuda del osciloscopio se midió el voltaje en el punto A y el punto B del circuito.

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FRECUENCIA= 1KHz, DEFASAMIENTO A 180º
VE = 250mVPP
VA = 280mVPP
VB = 1VPP

4. Con ayuda del osciloscopio se midióel voltaje en el punto B y en la salida Vs.

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FRECUENCIA = 1KHz, NO HAY DEFASAMIENTO
VE = 250mVPP
VB = 1.02VPP
VS = 1.02VPP

CUESTIONARIO

1. Con los valores obtenidos en la práctica, calcule:

a) β1 y β2.

IC1 = β1 IB1 ( β1 = IC1/IB1 ( β1 = 2.09mA/8.9µA ( β1 = 234.83

IC2 = β2 IB2 ( β2 = IC2/IB2 ( β2 = 10.02mA/44.2µA ( β2 = 226.67

b) La ganancia de voltaje por...