UNIVERSID AD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNIC A
MANUAL DE LABORATORIO DE ELECTRNICA I
EE441
2 011
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO N 1 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441 13 DE ABRIL
CIRCUITOS ENCLAVADORES, LIMITADORES, DOBLADORES DE VOLTAJE Y RECTIFICADOR DE MEDIA ONDAI. OBJETIVO: Estudio de las caractersticas de funcionamiento de los circuitos enclavadores (o fijadores) y dobladores de voltaje. Estudio de las caractersticas de funcionamiento de los circuitos limitador y rectificador monofsico de media onda.
II. MATERIAL Y EQUIPO:
02 Diodos 1N4004 Resistencias de 1K, 10K y 100K 0.5W 02 Condensadores de 0.33F, 50V, sin polaridad. 01 juegos de alambres
Fuente de alimentacin l Protoboard y cables con bananas varios 01 Osciloscopio y cables 01 Generador de funciones y cables
III. PREGUNTAS PARA EL INFORME PREVIO a. Explicar el funcionamiento del circuito enclavador y limitador de la presente experiencia. b. Explicar el funcionamiento del doblador del circuito dado. c. Cules son las aplicaciones ms usadas del rectificador de media onda? d. Utilice el software ORCAD / Pspice o Workbench y los datos proporcionados para simular la experiencia y obtenga los datos solicitados. e. Por qu en el paso 3 la tensin DC es mayor que la tensin pico de entrada? f. Por qu la tensin DC en el paso 7 es positiva? g. Qu error hay entre los valores tericos con los obtenidos mediante el software de simulacin? h. Capture los grficos de las formas de onda obtenidas en el osciloscopio i. Para el circuito limitador haga los clculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste las frecuencias del generador a los valores dados para las experiencias. j. Simule el circuito limitador y anote las tensiones continuas y formas de onda en cada nudo. k. Simule el circuito rectificador de media onda y anote las tensiones continuas y formas de onda en cada uno.
IV. PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el circuito, Enclavador de Voltaje de la figura 1:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________C1 0.33ufV V
V1 VOFF = 0 VAMPL = 2v FREQ = 60Hz D1 D1N4004 R1 100k
0
Figura 1 2.- Conecte el generador de funciones y aplique una tensin sinusoidal con amplitud de 2
V pico y
frecuencia de 60 Hz. 3.- Con el multmetro, mida la tensin DC y AC en R1( cambiar por una resistencia de 10 K). 4.- Con el osciloscopio, observe la forma de onda en R1, capture la imagen obtenida y mida la tensin pico y frecuencia en R1- Invierta el diodo y mida la tensin DC en R1 observe la forma de onda. 5.- Arme el circuito doblador de voltaje::C1 0.33ufV
V1 VOFF = 0 VAMPL = 2v FREQ = 60Hz D1 D1N4004 D2 D1N4004
C2
0
0.33uf
V
Figura 2 6.- Aplique la tensin AC de entrada
Vi , con el generador, con tensin pico de 2 V y frecuencia de
60 Hz. 7.- Con el multmetro, mida la tensin DC en la salida (V). 8.- Con el osciloscopio, mida la tensin pico en los puntos v del circuito. 9. Arme el siguiente circuito, Limitador de Voltaje:R1
V
1k D1
V
VOFF = 0 VAMPL = 2.5V FREQ = 60Hz 1Vdc
R2 100k
0
10. Ajuste la fuente DC variable 1 Vdc. 11. Aplique la tensin AC sinusoidal de entrada
Vg , con voltaje pico de 2.5 V y frecuencia de 60 Hz.
12. Con el multmetro, mida la tensin AC en la resistencia R2 (cambiar por una de 10 K)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
13. Con el osciloscopio, mida la tensin en la salida en R2 14. Con el osciloscopio, usando los 2 canales, mida la tensin en la resistencia R1 .3.0V
2.0V
1.0V
-0.0V
-1.0V
-2.0V
-3.0V 0s V(R1:2) 5ms V(R1:1) 10ms 15ms 20ms 25ms Time 30ms 35ms 40ms 45ms 50ms
15. Arme el siguiente circuito Rectificador de media onda:D1
V
V1 VOFF = 0 VAMPL = 2.5V FREQ = 60Hz R1
V
1k
0
16. Conecte el generador de funciones y aplique una tensin sinusoidal de 2.5 Voltios y frecuencia de 60 Hz. 17. Con el multmetro, mida la tensin DC en la salida ( R1). 18. Con el multmetro, mida la tensin DC en el diodo D1. 19. Con el osciloscopio mida la tensin en la salida (R1). Anote el voltaje pico, el perodo y semiperodo. 20. Con el osciloscopio, usando los 2 canales, mida la tensin en el diodo ( Vd ). 21. Invierta el diodo y repita las mediciones de los pasos 17 al 20.3.0V
2.0V
1.0V
-0.0V
-1.0V
-2.0V
-3.0V 0s V(D1:2) 5ms V(D1:1) 10ms 15ms 20ms 25ms Time 30ms 35ms 40ms 45ms 50ms
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________0.4V
0V
-0.4V
-0.8V
-1.2V
-1.6V
-2.0V 0s V(D1:1) Time 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms
V. PARA EL INFORME FINAL: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Haga una tabla comparando los valores tericos con los valores experimentales. Por qu en el paso 3, la tensin DC es mayor que la tensin pico de entrada? Por qu la tensin DC, en el paso 7 es positiva? Qu error hay entre los valores obtenidos por simulacin con los experimentales? Haga los grficos de las formas de onda en los circuitos enclavadores y dobladores de voltaje. Haga una tabla comparando los valores tericos del circuito limitador y rectificador de media onda con los valores experimentales. 7. 8. 9. Por qu en el paso 12, la tensin DC es negativa? Por qu la onda de tensin medida con el osciloscopio en R1 tiene esa forma? Por qu en el paso 18, la tensin medida con el multmetro es negativa?
10. Qu sucede en el paso 21 cuando se invierte el diodo D2 ? 11. Qu error hay entre los valores obtenidos por simulacin con los experimentales del circuito limitador y rectificador de media onda? 12. Haga los grficos de las formas de onda en el circuito limitador y rectificador de media onda. 13. Indique sus observaciones y conclusiones.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO N 2 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON TOMA CENTRAL Y FILTRO CON CAPACIDAD Y FILTRO LC 20 DE ABRIL
I. OBJETIVO Determinar las caractersticas de funcionamiento del circuito rectificador monofsico de onda completa con toma central. Estudio de las caractersticas de funcionamiento del circuito rectificador monofsico de onda completa con filtro con capacidad.. Determinar las caractersticas de funcionamiento del filtro L-C con circuito rectificador monofsico de onda completa con toma central. II. PREGUNTAS PARA EL INFORME PREVIO 1. Cules son las caractersticas principales de los rectificadores y los filtros? 2. Cul es la diferencia entre un rectificador de media onda y un rectificador de onda completa con toma central, compare tambin con un rectificador tipo puente. 3. Haga los clculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensin y frecuencia del generador a los valores de la experiencia. 4. Simule el circuito rectificador de onda completa y anote las tensiones continuas y forma de onda en la carga. 5. Cul es la funcin de
RS ?
6. Observe las formas de onda en la unin de los diodos y comprelas con las que entrega el transformador. 7. Simule invirtiendo los diodos y repita los pasos 3 y 4. 8. Simule el circuito rectificador de onda completa ms filtro por capacidad y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento. 9. En el simulador observe las formas de onda en los diodos y comprelas con las que entrega el transformador. 10. Observe la forma de onda y anote la tensin que entrega el secundario del transformador. 11. Simule el circuito rectificador de onda completa y filtro LC y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento. 12. Observe las formas de onda en los diodos y comprelas con las que entrega el transformador. 13. Determine un mtodo, para hallar la inductancia que presenta la bobina usada en la practica 14. Cul es la importancia del diodo D3.
III. MATERIAL Y EQUIPO: 04 Diodos 1N4004 03 Resistencias de 1.8 , 2W 01 Resistencia de 1 K , 2.2K y 220 0.5W 01 Transformador de 220 V AC a 12-0-12 V AC 01 Condensador electroltico 1000uf,25V 01 Osciloscopio 01 Multmetro analgico y digital 03 puntas de prueba 01 protoboard ; una bobina (tablero del laboratorio. 01 Transformador de 220 V AC 15-0-15 V AC
IV. PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el circuito rectificador de onda completa con toma central de la fig.1: 2.- Verifique que el enchufe para 220 V AC estn en buenas condiciones.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
3.- Conecte los 220
V AC a la toma y aplique la tensin AC de entrada.
4.- Con el multmetro, mida la tensin DC en la salida ( V L0 ). 5.- Con el multmetro, mida la tensin eficaz en la salida ( VLef ). 6.- Con el multmetro, mida la tensin eficaz en los secundarios del transformador.
D1 D1N4004V+ V-
TX1 V1 VOFF = 0 VAMPL = 220V FREQ = 60HzLp Ls 2 Ls 1
R2 2.2k
V
V
R1 1.8
0 0D2 D1N4004
Figura 1
7.- Con el multmetro en DC, mida la tensin en cada diodo. Ponga el terminal positivo en el nodo. 8.- Mida la tensin DC, en un diodo. 9.- Mida la corriente promedio en la carga. 10.- Con el osciloscopio, mida la forma de onda de tensin en la salida, ( VL0 ). Dibuje la forma de onda anotando los valores pico y los tiempos. 11.- Con el osciloscopio, mida la forma de onda de tensin en cada diodo. Dibuje la forma de onda anotando los valores pico y los tiempos. 12.- Invierta los diodos como se muestra en la fig.2: 13.- Repita los pasos del 4 al 6.
D1
RLTRANSFORMADORLs 1
2.2K
+ VL -
12Vac 12Vac
220Vac, 60Hz
Lp Ls 2
D2
Figura 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
Forma de ondas en la entrada, en el diodo y en la carga RL=2.2K20V
10V
0V
-10V V(R2:2) 20V
0V
-20V
SEL>> -40V V(D1:1,R2:2) 20V
0V
-20V 0s V(D1:1) Time 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms 45ms 50ms
14.- Arme circuito rectificador con filtro por capacidad:
Rs11.8
D1
1000uf
C1
V1 VOFF = 0 VAMPL = 220v FREQ = 60hZLp
Ls 1
V
2.2k0
+V VL -
Ls 2
Rs3
1.8
0
Rs21.8
D2
0
15.- Conecte los 220
V AC al primario del transformador.
16.- Con el multmetro, mida la tensin DC en la salida ( V L ), la tensin eficaz en la salida ( VL rms ) y la tensin eficaz en el secundario del transformador. 17.- Mida la tensin DC y AC en la carga. 18.- Con el osciloscopio en DC, mida la tensin en cada diodo (Ayuda: Mida las tensiones en
RS1 y
R S 2 usando los dos canales del osciloscopio). Anote los valores pico y los tiempos.19.- Con el osciloscopio, observe y capture la forma de onda en cada diodo y la tensin en la salida, ( V L ). Dibuje la forma de onda anotando los valores pico. 20.- Con el multmetro, mida la tensin en la y los tiempos.
R S 3 . Dibuje la forma de onda anotando los valores pico
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________12V
8V
4V
SEL>> 0V V(D1:2) 20V
10V
0V
-10V
-20V 0s V(TX1:4) Time 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms 35ms 40ms
Formas de seal en el secundario y en la carga
21.- Armar el circuito con filtro LC, como en la fig. 3:D1 D1N4004V
L1 Lbreak 225mH D3V
V1 VOFF = 0 VAMPL = 220V FREQ = 60HzLp
Ls1
R1 1.8
D1N4004
C1 100uf
R2 220 Value = 1K 1 3 2
Ls2
0D2 D1N4004
0
0
0
Fig. 3200pV
100pV
0V
-100pV V(L1:2) 400V
200V
0V
-200V
SEL>> -400V 0s V(TX1:1)
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
35ms Time
40ms
45ms
50ms
55ms
60ms
65ms
70ms
Formas de seal en el secundario y en la carga
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
22. Conecte los 220
V AC al primario del transformador de 12-0-12.
23. Coloque el potencimetro P en 0 . 24. Con el multmetro, mida la tensin DC en la salida ( V L ). 25. Con el multmetro, mida la tensin eficaz en la salida ( VL rms ). 26. Con el osciloscopio, observe la forma de onda de la tensin en la salida, ( V L ), anotar los valores pico y los tiempos de esta onda. 27. Con el multmetro, mida la tensin que entrega el transformador. Dibuje o capture la forma de onda anotando los valores pico y los tiempos. 28. Con el osciloscopio, vea la forma de onda que entrega el rectificador y el filtro. Variando el potencimetro P, determine la inductancia.
V. PARA EL INFORME FINAL: a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. l. Haga una tabla comparando los valores obtenidos por simulacin con los valores experimentales de todos los circuitos. Qu porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los tericos? Cmo los explica? En el rectificador de onda completa con toma central, presente la forma de onda de la carga. Cunto es la mxima tensin inversa que soportan los diodos en cada uno de los filtros? Por qu al medir la tensin continua en el diodo, resulta negativa? Qu sucede cuando se invierten los diodos? En el circuito dado se puede retirar el
RS , que implicancias habra?
Qu relacin hay entre la corriente promedio en un diodo y la corriente promedio en la carga? Por qu en el rectificador de onda completa con toma central no se debe invertir slo un diodo? Por qu no es conveniente usar este circuito con alta corriente? Determine Potencia en carga, Potencia en Diodos y Potencia del sistema. Grafique las ondas de voltaje y corriente, si el filtro es inductivo ( R-L).
m. En el rectificador de onda completa con filtro por capacidad, cunto es la corriente pico que circula por el condensador. Dibuje la forma de onda en la carga. n. Que se observa en el paso 23 y cmo lo explica? o. Determine: Tensin de rizado (Vr) y Factor de rizado(r%). p. En el filtro LC dibuje la forma de onda en la carga, que se observa en el paso 31? q. Por qu en el circuito LC no se debe invertir solo uno de los diodos? r. El circuito LC puede resonar con algn armnico? Explique las consecuencias de esta situacin. Determine: Tensin de rizado (Vr) y Factor de rizado(r%).
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO N 3 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
REGULADORES DE VOLTAJE DISCRETOS e INTEGRADOS - 27 DE ABRILI. OBJETIVO Analizar y experimentar los diversos reguladores de voltaje. Adquirir destreza en el manejo de los equipos, efectuando mediciones del voltaje de entrada salida. Reconocer un regulador y conocer sus caractersticas mediante el anlisis de los mrgenes del voltaje de rizado en reguladores serie. Adquirir destreza en el uso del manual o data sheet para reconocer los terminales de los reguladores y operacionales.
II.
PREGUNTAS PARA EL INFORME PREVIO1. Buscar en los manuales y detallar la informacin de los transistores de potencia usados en reguladores de voltaje. 2. Simular mediante el software ORCAD, Pspice o Workbench y analizar el circuito bsico de regulador serie. 3. Simular mediante el software ORCAD, Pspice o Workbench y analizar el circuito regulador serie con operacional.
III. MATERIAL Y EQUIPO:
01 Transistor de potencia NPN y 01 Opamp LM 741 o uA 741. Resistencias de 1K , 3.3K , 20K , 100K Condensadoress 47uf, 2x10uf y 100uf 01 Osciloscopio PROCEDIMIENTO: 1.- Ensamble el circuito de la figura1:Q1 Q2N2222 R1 V1 16Vdc 1k
03 Fuentes DC 01 Protoboard 01 Multmetro 01 Diodo Zener D1N746, 350
VoV
R2 D2 D1N746 20k C1 100uf
0 0 0 0
Figura 1
2.- Calcular el voltaje regulado Vo resultante del circuito de la fig.1. Variando el voltaje de entrada desde de 08 Vdc a 20Vdc. efectuar la medicin del voltaje regulado
Vi
V0 .
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
Vi V02.8V
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
2.4V
2.0V
1.6V
1.2V
0.8V
0.4V
0V 0s V(C1:2) Time 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10ms
Forma de onda en la carga 3.- Implementar el siguiente circuito:ViQ2 Q2N2222
VoV
R3 1k
V3
010Vdc U1 + LM741 V+
R7 100k R4 1k C2 RL 50uf 20k
V5
24v
OUT VR5
D4 D1N746
V2
010Vdc
2k
0
0
0
0
0
Forma de onda en la carga5.0V
4.0V
3.0V
2.0V
1.0V
0V 0s V(VO) Time 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms 70ms 80ms 90ms 100ms
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
V0 del circuito de la fig.2. 5.- Variando el voltaje de entrada Vi desde 10v a 24v medir V0 .4.- Calcular el voltaje de salida
Vi V0
10
12
14
16
18
19
20
21
22
23
24
26
28
6.- Compare el resultado del voltaje terico obtenido en el paso 4 con las mediciones del paso 5.
INFORME PREVIO: 1.- Cul es la utilidad dada a un regulador de voltaje? 2.- Cul es la ventaja de utilizar un regulador y con cul de los circuitos dados se obtiene mayor precisin, es decir la seal es ms estable? 3.- Buscar en los manuales y detallar la informacin de los transistores de potencia usados en reguladores de voltaje. 4.- Analizar el circuito bsico de regulador serie. 5.- Analizar el circuito regulador serie con operacional.
INFORME FINAL: 1. Comparar los valores tericos, por simulacin y los obtenidos en la experiencia del voltaje regulado. 2. Explicar el encaminamiento de la seal en ambos circuitos. 3. Qu otros parmetros intervienen en la regulacin. 4. Observaciones y conclusiones.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO N 4 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
CURVAS DEL TRANSISTOR BIPOLAR - 04 DE MAYOI. OBJETIVO. Adquirir experiencia en el comportamiento de un transistor bipolar y diferenciar entre un NPN y PNP. Conocer las caractersticas tcnicas y los requerimientos de uso del transistor. Adquirir destreza en el uso de los equipos y la obtencin de las curvas caractersticas del transistor Bipolar. Adquirir destreza en el manejo de los manuales y obtencin de los data sheet de los dispositivos a usar de Internet II. MATERIAL Y EQUIPO: 01 transistor 2N2222 2N3904 01 Resistencia de 100 , 0.5W 01 Resistencia de 10K , 0.5W 01 Potencimetro lineal de 50K , 0.5W 01 Potencimetro lineal de 500K , 0.5W 01 protoboard 01 Fuente DC 01 multmetro analgico 01 Multmetro 02 puntas de prueba
III. PARA EL INFORME PREVIO: 1.- Realice los clculos para hallar I B ,
I C empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar.
2.- Simule los pasos de la gua de laboratorio y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento. 3.- Con los valores obtenidos con el simulador, haga las grficas de las curvas: I C vs VCE ;
I C vs I B ; vs I C I B vs V BE .IV. PROCEDIMIENTO: 1.- Mida las resistencias y los potencimetros con el multmetro y anote los valores. 2.- Determine los terminales del transistor con el multmetro o use los manuales y el Data Sheet obtenida en Internet (Nota: si el multmetro tiene probador de transistores selo) 3.- Arme el siguiente circuito:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
50K 500k
100K
IC
DC = 12V
IB B10k
C E
Figura 1
4.- Verifique las conexiones con el multmetro, ajuste la fuente a 12 VDC y conctela al circuito. 5.- La corriente de base ( I B ) obtenida para el informe previo, la puede ajustar con el potencimetro de 500K . La corriente de base ( I B ) la puede medir indirectamente con la tensin en la resistencia de 10K . La tensin de colector-emisor ( VCE ) la puede ajustar con el potencimetro de 50K . La corriente de colector ( I C ) la puede medir indirectamente con la tensin en la resistencia de 100 si solo cuenta con un ampermetro. 6.- Para determinar las curvas I C vs VCE , ajuste y mantenga I B en 40A y llene la siguiente tabla:
VCE (V) I C (mA)
0.2
0.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ajuste y mantenga I B en 80A y llene la siguiente tabla:
VCE (V) I C (mA)
0.2
0.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7.- Curvas I C vs I B : ( =
IC ) IB
Mantenga VCE = 5V y llene la siguiente tabla:
I B (A) 2 I C (mA)
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
8.- Curvas I B vs V BE : Mantenga VCE = 5V y llene la siguiente tabla:
I B (A) 10 VCE (V)
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
V. INFORME FINAL: 1. Haga una tabla comparando los valores tericos con los valores experimentales. 2. Qu porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los tericos? Cmo los explica? 3. Haga las grficas de las curvas: I C vs VCE ; I C vs I B ; observa entre las curvas tericas y experimentales?. 4. Indique y explique sus observaciones y conclusiones.
vs I C I B vs V BE . Qu diferencia
Circuito de la figura1 (Curvas del Transistor 2N2222A)
R1 100I
VceQ1 Q2N2222A
V1 30Vdc
I1 1uAdc
0200mA
0
0
150mA
100mA
50mA
0A 0V IC(Q1) V(VCE) 2V 4V 6V 8V 10V 12V 14V 16V 18V 20V 22V 24V 26V 28V 30V
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO N 5 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
AMPLIFICADOR CON TRANSISTOR BIPOLAR EN BASE COMN 18 DE MAYO
I.
OBJETIVO. Determinar las caractersticas del amplificador en base comn. Diferenciar el comportamiento del transistor NPN de base comn con las de emisor comn. Adquirir destreza en el uso de los manuales , data sheet y los equipos de medicin.
II.
MATERIAL Y EQUIPO: 01 transistor 2N2222 2N3904 02 Resistores de 1K , 0.5W 01 Resistor de 5.6K , 0.5W 01 Resistor de 10K , 0.5W 01 Resistor de 91K , 0.5W 01 Resistor de 15K , 0.5W 01 protoboard 01 Osciloscopio 01 Multmetro 03 puntas de prueba 01 Generador de funciones 02 Condensadores electrolticos de 10F, 16V 01 Condensadores electrolticos de 100F, 16V 01 fuente DC
III.
PARA EL INFORME PREVIO: 1. Obtenga el Data Sheet del transistor y determine las caractersticas de corte y saturacin as como el punto de operacin del 2N 2222 y el 2N 3904. 2. Que voltaje AC de entrada puede soportar el transistor 2N 2222 y el 2N 3904 3. Realice las mediciones de tensin y corriente solicitadas mediante el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensin y frecuencia del generador a los valores de la experiencia. 4. Obtenga el grfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensin vs frecuencia, usando la escala semilogartmica. 5. Determine la impedancia de entrada a 1KHz. 6. Determine la impedancia de salida a 1KHz. 7. Determine
iL =_ _ _ , iG
VL =_ _ _ VG
IV. PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el amplificador en base comn de la fig. 1: 2.- Verifique las conexiones, ajuste la fuente a 12 VDC y conctela al circuito. 3.- Con el multmetro, mida la tensin DC en colector ( VC ), emisor ( V E ) y base ( V B ), respecto a la referencia. Desconecte la seal. 4.- Usando el osciloscopio, ajuste la tensin del generador para que la seal de entrada ( Vin ) mida 120m V pico , con frecuencia 1KHz. 5.- Mida el voltaje de seal de salida ( V L ). Desconecte la resistencia de carga ( RL ), y mida nuevamente el voltaje de seal de salida.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
6.- Mida la relacin de fase entre Vin y V L usando los dos canales del osciloscopio.R6 1k C2 100ufV
Q3 Q2N3904
R4 R3
V
5.6k V2 VOFF = 0 VAMPL = 10mV FREQ = 1KHz R1 1k C1 R2 10uf 15k 12Vdc V1 91k
0
0
Figura 1
40mV
20mV
0V
-20mV
SEL>> -40mV V(R7:2) 949.2mV
949.0mV
948.8mV
948.6mV
948.4mV 0s 0.2ms V(C2:2) 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms Time 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0ms
Forma de onda en la entrada y en salida (carga)
7.- Vare la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con Vin =10m V pico
f(Hz)
100
500
1K
2K
5K
10K
15K
20K
25K
30K
35K
50K
Vin ( V pico )V L ( V pico )8. Con las mediciones realizadas, Cmo determinara la impedancia de entrada del circuito ( Z i )? 9. Con las mediciones realizadas, Cmo determinara la impedancia de entrada del circuito ( Z 0 )?
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
V.
PARA EL INFORME FINAL: 1. En que rango de voltaje de entrada y frecuencia amplifica mas la configuracin de base comn dada? 2. Haga una tabla comparando los valores tericos con los valores experimentales. 3. Qu porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los tericos? Cmo los explica? 4. Dibuje la forma de onda de entrada Vg, Vin y de la carga ( V L ). 5. Dibuje el grfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensin: ( Av = frecuencia, usando escala semilogartmica (Curva de Bode). 6. Qu impedancia de entrada tiene el amplificador? 7. Qu impedancia de salida tiene el amplificador? 8. Calcule y verifique: fL =_ _ _ , fH =_ _ _ , fT =_ _ _ 9. Grafique VL vs VG.
VL ) vs Vin
LABORATORIO N 6 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
AMPLIFICADOR CON TRANSISTOR BIPOLAR EN EMISOR COMN Y COLECTOR COMN 01 DE JUNIOI. OBJETIVO. II. Determinar las caractersticas del amplificador en emisor comn y colector comn Diferenciar el comportamiento del transistor NPN de colector comn con las de emisor comn. Adquirir destreza en el manejo de los equipos y el ensamble de los circuitos. Afianzar el trabajo en equipo asumiendo responsabilidades en el desarrollo de la experiencia.
MATERIAL Y EQUIPO 01 transistor 2N2222 2N3904 02 Resistores de 100 Y 1K , 0.5W 01 Resistor de 5.6K , 0.5W 01 Resistor de 10K , 0.5W 01 Resistor de 15K , 0.5W 01 Resistor de 91K , 0.5W 01 Resistor de 100K , 0.5W 02 Condensadores electrolticos de 10F, 16V 01 protoboard 01 Condensadores electrolticos de 100F, 16V 01 Multmetro 01 Generador de funciones 01 Osciloscopio 03 puntas de prueba
III.
PARA EL INFORME PREVIO: 1. Haga los clculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensin y frecuencia del generador a los valores de la experiencia. 2. Simule el circuito y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
3. Dibuje el grfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensin vs frecuencia, usando la escala semilogartmica. 4. Determine la impedancia de entrada a 1KHz. 5. Determine la impedancia de salida a 1KHz. 6. Determine
iL =_ _ _ , iG
VL =_ _ _ VG
IV. PROCEDIMIENTO: 1.- Arme el amplificador en emisor comn de la fig.1:
Zo Zi91k 5.6k
C B100k 10uf 10uf
iL12Vdc
+ Vg 0
E + Vin 15K
RL10k C = 100uf 1k
iG
+ VL -
Figura 1
2.- Verifique las conexiones, ajuste la fuente a 12 VDC y conctela al circuito. 3.- Con el multmetro, mida la tensin DC en colector ( VC ), emisor ( V E ) y base ( V B ), respecto a la referencia. Desconecte la seal. 4.- Usando el osciloscopio, ajuste la tensin del generador para que la seal de entrada ( Vin ) mida 10m V pico , con frecuencia 1KHz. 5.- Usando el osciloscopio, mida el voltaje de seal de salida ( V L ). Desconecte la resistencia de carga ( RL ), y mida nuevamente el voltaje de seal de salida. 6.- Mida la relacin de fase entre Vin y V L usando los dos canales del osciloscopio. 7.- Vare la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con
Vin =10m V pico35K 50K
f(Hz)
100
500
1K
2K
5K
10K
15K
20K
25K
30K
Vin ( V pico )V L ( V pico )10. Con las mediciones realizadas, Cmo determinara la impedancia de entrada del circuito ( Z i )? 11. Con las mediciones realizadas, Cmo determinara la impedancia de entrada del circuito ( Z 0 )?
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________8.365V
8.360V
8.355V
8.350V
8.345V V(R3:1) 10mV
5mV
0V
-5mV
SEL>> -10mV 0s
0.2ms V(V1:+)
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms
1.2ms
1.4ms Time
1.6ms
1.8ms
2.0ms
2.2ms
2.4ms
2.6ms
2.8ms
3.0ms
Forma de onda en la entrada del transistor y en la carga RL=10k 12. Retire el Condensador de 100uf del emisor y repita todos los pasos anteriores.V2 R3 12Vdc R1 5.6k 91k C3
0R6 100k C1 Q1 10uf Q2N3904 R5V V
10uf
R2 V1 VOFF = 0 VAMPL = 10mV FREQ = 1KHz 15k R4 1k
R8 500
10k
0
Forma de onda en la entrada del transistor y en la carga RL=10k8.358V
8.356V
8.354V
8.352V
8.350V V(R3:1) 10mV
5mV
0V
-5mV
SEL>> -10mV 0s
0.2ms V(V1:+)
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms
1.2ms
1.4ms Time
1.6ms
1.8ms
2.0ms
2.2ms
2.4ms
2.6ms
2.8ms
3.0ms
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
13. Inserte un Condensador de 20pf en bornes B y C del Transistor, llene la tabla del paso 7. 14. Arme el circuito de Colector Comn de la fig.2. 15. Verifique las conexiones, ajuste la fuente a 12 VDC y conctela al circuito. 16. Con el multmetro, mida la tensin DC en colector ( VC ), emisor ( V E ) y base ( V B ), respecto a la referencia. Desconecte la seal. 17. Usando el osciloscopio, ajuste la tensin del generador para que la seal de entrada ( Vin ) mida 50m V pico , con frecuencia 1KHz. 18. Usando el osciloscopio, mida el voltaje de seal de salida ( V L ).Desconecte la resistencia de carga ( RL ) y mida nuevamente el voltaje de seal de salida.
Zi91k
C B100k 10uf
Zo12Vdc
+ Vg 0
E + Vin 100uf 15K 1k
iG
iL
RL100
+ VL -
Fig. 2
19. Mida la relacin de fase entre Vin y V L usando los dos canales del osciloscopio. 20. Vare la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con Vin =50m V pico 21. Vare la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla, con Vin =50m V pico
f(Hz)
100
500
1K
2K
5K
10K
15K
20K
25K
30K
35K
50K
Vin ( V pico )V L ( V pico )22. Con las mediciones realizadas, Cmo determinara la impedancia de entrada del circuito ( Z i )? 23. Con las mediciones realizadas, Cmo determinara la impedancia de entrada del circuito ( Z 0 )?
V.
PARA EL INFORME FINAL: 1. Haga una tabla comparando los valores tericos con los valores experimentales. 2. Qu porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los tericos? Cmo los explica? 3. Dibuje la forma de onda de entrada ( Vin ) y de la carga ( V L ). Qu relacin de fases hay entre ellas?
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
4. Dibuje el grfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensin: ( Av = frecuencia, usando escala semilogartmica (Curva de Bode). 5. Qu impedancia de entrada tiene el amplificador? 6. Qu impedancia de salida tiene el amplificador? 7. Calcule y verifique: fL =_ _ _ , fH=_ _ _ , fT =_ _ _ 8. Grafique VL vs VG
VL ) vs Vin
9. Detalle en que aplicaciones se usan ms frecuentemente el amplificador de emisor comn y colector comn?
R3 91K Q1 Q2N2222 V2 12v 10kV
R1
C1 10uf
C3 R2 15k R4 1k 100uf R6V
V1 VOFF = 0v VAMPL = 50mV FREQ = 1KHz
100
0300mV
200mV
100mV
SEL>> 0V V(R6:2) 50mV
0V
-50mV 0s 0.2ms V(V1:+) 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms Time 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0ms
Forma de onda en la carga RL = 100
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
R3 91K Q1 Q2N2222 V2 12v 10kV
R1
C1 10uf
V1 VOFF = 0v VAMPL = 50mV FREQ = 1KHz R2 15k R4 1kV
0400mV
300mV
200mV
SEL>> 100mV V(Q1:e) 50mV
0V
-50mV 0s 0.2ms V(V1:+) 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms Time 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0ms
Forma de onda en la salida sin carga
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO N 7 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
TRANSISTORES BIPOLARES EN CORTE Y SATURACIN 15 JUNIOI. OBJETIVO Determinar las caractersticas de los transistores bipolares. Determinar las operaciones de corte y saturacin de los transistores. Identificar las rectas de carga y punto de operacin II. MATERIAL Y EQUIPO 02 Condensadores electrolticos de 47F 01 Resistor de 180K , 56K , 22K , 15K ,3.3 K , 6.2 K ,2K , 10 K , 510 K 01 Multmetro 02 Fuentes de Alimentacin Osciloscopio Cables de conexin 01 protoboard 02 Diodos LED Un generador de funciones
02 Resistor de 1K 02 Resistor de 47K 02 Transistores BJT iguales BC548A 02 transistores NPN 2N3904
III. PARA EL INFORME PREVIO: 1. Haga los clculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensin y frecuencia del generador a los valores de la experiencia. 2. Simule el circuito y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento. 3. Dibuje el grfico de respuesta en frecuencia indicando la ganancia de tensin vs frecuencia, usando la escala semilogartmica. 4. Determine la impedancia de entrada a 60 Hz. 5. Determine la impedancia de salida a 60 Hz. IV. PROCEDIMIENTO: 1. Armar el circuito de la figura 1:
V1 R2 1k 12Vdc
VoR1 Q1
BC548A V3 VOFF = 0 VAMPL = 10V FREQ = 60Hz 180k
Fig. 1
2.
Polarizar el dispositivo y medir VC y V B para completar la siguiente tabla:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
Vin (V) VC (V) VB (V) IC (mA) IB (uA) Beta 3. 4.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A partir de esta tabla graficar la curva de transferencia de entrada a salida VC vs
V . Si es in
necesario, tomar medidas de puntos intermedios. Graficar la curva de transferencia de corrientes ( I C vs I B ) y el beta de las mismas (BETA vs I C ).
V1 12Vdc R2 1k
0
R1
Q1
V
180k
I
V
BC548A
V3 VOFF = 0 VAMPL = 10V FREQ = 60Hz
0
0
Formas de onda en la entrada de voltaje y corriente
40uA
0A
-40uA
-80uA -I(R1) 5V
0V
-5V
-10V V(Q1:b) 10V
0V
SEL>> -10V 0s V(R1:1)
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms Time
30ms
35ms
40ms
45ms
50ms
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
5.
Armar el circuito de la figura 2
R3 47k V4 12Vdc Q2
R4 1k
BC548A R6 56K R5 1k
Fig. 2
6.
Medir las tensiones VC , V E y V B para trazar la recta de carga del circuito, variando R2. R2VB (V) VC (V) VE (V) IC (mA) IB (uA) Zona
56K
47K
22K
15K
3.3K
7.
Determinar las corrientes y graficar la recta de carga en el plano I C vs VCE del transistor. Indicar la zona de operacin correspondiente. IC RC = 0 RC = 1K RC = 3.3K VC Zona
8.
Graficar en un mismo plano las diferentes rectas de carga, a colores, indicando las zonas de operacin. Adjuntar las fotocopias de los manuales con los datos de los transistores utilizados. Armar el circuito de la figura 3 y averiguar cual transistor est en corte y cual est en saturacin, para ello colocar en Vin una fuente DC y aumentar de 1v en 1v hasta 5, hasta encontrar un cambio en V0. Luego repetir el procedimiento disminuyendo Vin desde 5V, hasta cero.
9.
10. Aplicar una seal Vin senoidal de 0 a 5 voltios a 1 Khz y medir con el osciloscopio V0 Dibujar la forma de onda.
.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
V4 5Vdc
0
RC1 6.2k RB2
RC2 2k VoV
RB1 10kV
Q4
510k Q2N3904
Q5
Q2N3904
VOFF = 0v VAMPL = 5v FREQ = 1KHz
Vin
VE
RE 1k
0 0
Formas de ondas en la salida y en la entrada6.0V
5.0V
4.0V
SEL>> 3.0V V(VO) 5.0V
0V
-5.0V 0s 0.2ms V(RB1:1) 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms Time 1.6ms 1.8ms 2.0ms 2.2ms 2.4ms 2.6ms 2.8ms 3.0ms
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO N 8 - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
EL TRANSISTOR UNIPOLAR FET - 29 JUNIOI. OBJETIVO. Estudiar las caractersticas de polarizacin de los transistores unipolares de efecto de campo (FET TEC), Determinar la operacin del FET en seal alterna. Identificar los terminales, sistema de polarizacin, impedancia de entrada. Identificar los niveles de seale del FET sin distorsin
II.
MATERIAL Y EQUIPO:
01 FET canal N NTE 312 Resistores de 1K , 2K , 10K , 5.6K , 3.3K , 1M 01 Generador de funciones
01 panel de conexiones Conductores de conexin 01 Potencimetro de 10K
Capacitores 2x10uf, 47uf (25v) 01 Osciloscopio
01 Multmetro 02 Fuentes de Alimentacin
III.
PARA EL INFORME PREVIO Realice los clculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensin y frecuencia del generador a los valores de la experiencia. Simule el circuito y anote las tensiones y corrientes que se piden en el experimento para ambos circuitos considerando todos los valores resistivos dados. Determine el estado de corte y saturacin para ambos circuitos.
IV. PROCEDIMIENTO: 1. Con la ayuda del manual o data sheet reconocer los terminales del FET. Dibujar su esquema de pines y colocar sus datos:
RDS = RGD = RGS=
2. Armar el circuito de la figura 1.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
V2 12Vdc
R1 2k
D GC1 Entrada 10uf V1 VOFF = 0 VAMPL = 50mV FREQ = 1KHz R2 R3 1M 1k J1 U312
C2 Salida 10uf
SR4 10k C3 47uf
+ Vo -
Fig. 17.33448V
7.33446V
7.33444V
7.33442V V(D) 50mV
0V
SEL>> -50mV 0s
0.2ms V(ENTRADA)
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms
1.2ms
1.4ms Time
1.6ms
1.8ms
2.0ms
2.2ms
2.4ms
2.6ms
2.8ms
3.0ms
Forma de onda en la carga y en la entrada
3. Polarizar el circuito y medir los terminales del FET con respecto a tierra, evaluando el punto de operacin.
VD = VDS = VS =
VGS = VG = ID =
4. Repetir el paso anterior para los valores de RD y RS indicados. RD = 1 KRD = 3.3 K RD = 5.6K RD = 2 K
RS = 3.3 KRD = 5.6 K RD = 1 K
VD VS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
5. Graficar las curvas de transferencia y las rectas de carga en cada caso. Trazar las rectas de polarizacin y de carga indicando los puntos de operacin logrados. Evaluar por extrapolacin IDss y Vpo, asi como la transconductancia gm. 6. Aplicar una seal Vi de 50mV, 1Khz senoidal y medir la seal Vo a fin de determinar la ganancia del transistor.
Vo =
AV =
V0 Vi
7. Aumentar la amplitud de Vi hasta lograr una deformacin de Vo y determinar la mxima amplitud de la salida que se puede obtener sin distorsin. Vo(mx.) sin distorsin = Vi(mx.) =
8. Retirar el condensador C3 y evaluar la ganancia, as como la mxima seal obtenible sin distorsin.
AV =Forma de onda en la carga y en la entrada7.334452V
Vo(mx.) =
7.334448V
7.334444V
7.334440V V(D) 50mV
0V
SEL>> -50mV 0s
0.2ms V(ENTRADA)
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms
1.2ms
1.4ms Time
1.6ms
1.8ms
2.0ms
2.2ms
2.4ms
2.6ms
2.8ms
3.0ms
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
9. Armar el circuito de la figura mostrada (fig. 2), dando el punto Q y la ganancia de tensin. Explicando las ventajas y desventajas que se logra.C1 0.1uf R2 V1 VOFF = 0 VAMPL = 50mV FREQ = 1KHz R3 3.3k 10k V2 10Vdc R1 33k J1 U312 C2 10uf
Fig. 2
V.
INFORME FINAL: 1. En una tabla compare los valores tericos con los valores experimentales. 2. Qu porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los tericos? Cmo los explica? 3. Dibuje la forma de onda de entrada ( Vin ) y de la carga ( V L ). Qu relacin de fases hay entre ellas? 4. Qu impedancia de entrada tiene el FET? 5. Qu impedancia de salida tiene el FET?
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
LABORATORIO OPCIONAL - CIRCUITOS ELECTRNICOS EE 441
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL 06 JULIOI. OBJETIVO II. Estudiar las caractersticas de funcionamiento del amplificador diferencial. Determinar las ventajas o desventajas respecto a las configuraciones anteriores Demostrar sus conocimientos y aplicarlos en el diseo de un amplificador mas complejo
MATERIAL Y EQUIPO: 01 Fuente de Alimentacin 02 puntas de prueba 04 Condensadores electrolticos de 100nF, 16V 01 protoboard 01 Multmetro 01 Generador de funciones
03 transistores 2N2222 2N3904 01 Resistor de 100 , 0.5W 01 Resistor de 220 , 0.5W 05 Resistor de 1K , 0.5W 01 Resistor de 4.7K , 0.5W 01 Resistor de 10K , 0.5W 02 Resistores de 220K , 0.5W 01 Osciloscopio
III.
PROCEDIMIENTO: 1. Armar el circuito de la figura 1:VCC
R7 1k
R8 200k
R9 1k
R10 1k
R11 220k
VoC1 Q2 2N2222 100nf 2N2222 Q3 100nf C3
R1 1k
R3 1k Q1 2N2222 C2
+ Vi R2 100 R4 220 100nf R5 1k
R6 1k
Figura 1 2. Mediciones en DC, haciendo uso del multmetro: Haga Vi
= 0 y mida la tensin en cada nodo
del circuito. 3. Conecte el osciloscopio a la salida y aplique una seal de entrada valores pico en la entrada y de las tres formas de salida:
Vi = 200mV p p . Anote los
Vi = _________ ,
V0 (max) = _________.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA Docente: ING. VIRGINIA ROMERO F.________________________________________________________________________________________________________
4. Con el nivel de Vi del paso 3, mida la respuesta en frecuencia del circuito:
F (Hz)
10
50 5.
100
200
300
500
1K
2K
3K
5K
6K
V0 (Vpico)
(Verificar en cada medicin que Vi NO VARIE) 6. Mida la relacin de fases entre las salidas desbalanceadas en el colector 1 y en el colector 2 Forma de onda en la carga y en la entrada40mV
0V
SEL>> -40mV V(C4:2) 10mV
0V
-10mV 20ms V(V1:+)
21ms
22ms
23ms
24ms
25ms Time
26ms
27ms
28ms
29ms
30ms
IV. PARA EL INFORME PREVIO:
1. Realice los clculos empleando el simulador ORCAD / Pspice o similar. Ajuste la tensin y frecuencia del generador a los valores de la experiencia. 2. Determine los voltajes continuos en todos los nudos del circuito. 3. Determine los puntos de operacin de los transistores. 4. Determine la ganancia de tensin del circuito. 5. Determine la respuesta en frecuencia del circuito. 6. Haga una tabla con todos los valores tericos obtenidos en la simulacin. V. PARA EL INFORME FINAL:
1. Haga una tabla comparando los valores tericos con los valores experimentales. 2. Por qu las salidas desbalanceadas estn desfasadas? 3. Por qu es posible evitar que los transistores se saturen? Qu ventaja tiene ello? 4. Haga el grfico de la respuesta en frecuencia y determine hasta dnde llega el rango de frecuencias bajas y dnde empieza el rango de frecuencias altas? 5. Por qu un Opamp usa por lo menos un amplificador diferencial en su diagrama? 6. Cmo determina el CMRR? Explique. 7. Determine la curva de Bode de este amplificador. 8. Haga una lista de sus observaciones y conclusiones.