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k5
C1uF0 AA
C1uF0
A
C1uF1 0
k5 A
1. R.E.F. DE UN AMPLIFICADOR CON BJT EN EC
Objetivos :Verificar la respuesta en frecuencia de un amplificador con BJT en emisor
comn, obteniendo los resultados de un montaje prctico.
Pre Laboratorio :
a. Dibuje las grficas de bode de magnitud y ngulo para lossiguientes circuitos.
a.1.
0.000ms 0.500ms 1.000ms 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms
7.000mV
6.000mV
5.000mV
4.000mV
3.000mV
2.000mV
1.000mV
0.000mV
-1.000mV
A: r1_2
a.2.
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+
-
Vs
Vcc
RL
+CE
+
Cc
+
s
Q1NPNRs
RE
RC
R1
R2
0.000ms 0.500ms 1.000ms 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms
1.250 V
0.750 V
0.250 V
-0.250 V
-0.750 V
-1.250 V
A: c1_2
b. Usando el circuito mostrado a continuacin de un Amplificador enEC, con CE;
Figura no.1
con los siguientes valores:CS = 10 f, CE = 20 f, CC = 1 f
RS = 1 K, R1 = 40 K, R2 = 10 KRE = 2 K, RC = 4 K, RL = 2,2 K = 100, r o = Infinito, VCC = 20 VCbe = 36pf, Cbd = 4pf, Vce = 1pfCwi = 6pf, Cwo = 8pf
b.1. Determine la frecuencia de corte inferiorfLHaciendo el anlisis en DC:Tenemos queRBB = R1R2RBB = 40K 10K
RBB = 8KVBB = (R1/(R1+R2))*VCCVBB = (40K/(40K+10K))*20VVBB = 16V
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+
c
+CeuF1
+
Cs
RLRc
Re
hieRb
s
RL
IB = (16V-0.7V)/(8K+100*2K)IB = 73.55 A
ICQ = *IB = 100*73.55 A
ICQ = 7.355mAhib = 26mV/ICQ = 26mV/7.355mAhib = 3.53 ; Luegohie = *hib = 100*3.53
Hacemos el modelo para baja frecuencia
Determinemos el valor de las frecuencias, para suscorrespondientes condensadores:
fLCs = 1/(2CsRs); donde Rs = (Rc+Rb)hie = (1k+8k) 353.5 = 1.338K fLCs= 1/(2*10 f*1.338K)fLCs=11.89Hz
fLCc = 1/(2CcRc); Donde Rc = Rc+RL = 4K+2.2K = 6.2K fLCc
= 1/(2* 1 f*6.2K )fLCc = 25.67Hz
fLCe= 1/(2CeRe); donde Re = Re (hie+RbII Rs)/ = 2.012K fLCe= 1/(2*20f*2.012K )fLCe= 3.955Hz
Por lo tanto la frecuencia de corte para baja frecuencia esta dada por:f1L = fLCs + fLCc + fLCe = 3.955Hz+25.67Hz+11.89Hzf1L = 41.51Hz
Ahora, estudiamos el circuito para alta frecuencia, hacemos el modelo enAC:
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CoCi
RLRchieRb
Rs
Co
Tenemos que
Ci = Cwi + Cbe +CMiCo= Cwo + Cce + CMo
Donde: CMi = (1-Av)*Cbc y CMo = (1-1/Av)Cbc
Calculamos la ganancia del amplificadorAv = (-(Rc II RL )/(hib))*(Rs/(RS+Rb+hie)) = (-(4k2k)/3.53)*(1k/(1k+8k+353.5)) Av = -42.98
CMi = (1+42.98)*4pf = 175.92pfCMo = (1+1/42.98)*4pf = 4.093 pf
Ci = (6pf+36pf+175pf) = 217pfCo = (8pf+1pf+4.093pf) = 13.093pf
Para las frecuencias de corte de los condensadoresFhi =1/(2RthiCi); dondeRthi =Rs R1R2 r =1k8k353.5Rthi = 252.91 ; Luego
Fhi = 1/(2*252.91*217pf) = 2.899MHz
Fho = 1/(2RthoCo); DondeRtho = RcRL = 4k 2.2K = 1.41k
Fho=1/(21.41k*13.093pf)Fho =8.62MHz
Por lo tanto la frecuencia de alta de corte, guiandonos por fhl =((1/Fho)+(1/Fhi)) es:fhl = ((1/8.62MHz)+(1/2.899MHz))
fhl = 2.169MHz
2. R.E.F. PARA AMPLIFICADORES MULTIETAPAS
Objetivo :
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Verificar la respuesta en frecuencia de un amplificador a BJT de dosetapas, obteniendo los resultados de un montaje prctico.
Pre Laboratorio :
1. Un amplificador sencillo tiene las siguientes caractersticas: Av -10, fL= 40Hz, fH=150KHz. Se construye un amplificador con 3 etapas iguales ala previamente indicada:
a) Cul es el ancho de banda del amplificador sencillo?b) Cul es la ganancia del amplificador multietapa?c) Cul es el Bw del amplificador multietapa?
a) Sabemos que Bw = (fHo-fHi) = (150kHz-40Hz) = 149.96KH
b) Para la ganancia del amplificador multietapa sabemos que cadaamplificador por separado posee una ganancia de -10 por lo tanto:AvT = (-10)*(-10)*(-10) = -1000 es la ganancia del multietapa
c) Calculemos fL2 y fH2 para ello:
fL2 = fL/(2n
1 -1) 2/1 = 40Hz/(2 3/1 -1) 2/1 = 78.45Hz
fH2 =
fH(2
n/1
-1)2/1
= 150KHz(23/1
-1)2/1
= 76.47KHzFinalmente el ancho de banda del amplificador multietapa viene dado porBw = fH2-f12 = 76.47KHz - 78.45Hz
2. Disee un amplificador de 2 etapas EC como el de la figura 1 pero sinCe, con las siguientes caractersticas: Av=25; fL=1000Hz, Vcc=12V RL=1k
a) Cul es el valorfL de cada etapa
b) Cul es la ganancia de cada etapa?
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Luego realizamos el proceso anlogo a la segunda etapaRe = 210 Rb = 3.7K
Ahora tenemos Icq = 12V/(1260 +2310) 3.36mAPara VbbVbb = 0.7+3.36mA(3.7k/17+210)=0.77V
Luego para R1 Y R2 tenemos R1a=3.94K R2a =57.5K con lo que seobtiene todos los valores de las resistencias para el diseo Calculemosahora las resistencias visitas por cada capacitor
Para Cs:RCs = Rs+{(hie+( +1)*Re1) Rb1}
Para C1:Rc1=Rc1+ {(Rb2 hie+( 2+1)*Re2)}
Rc1=5k
Para CccRcc=Rl+Rc2 = 2K
Por criterio de diseo asociamos Fl al capacitor que ve la menor resistenciaen nuestro caso Cc, luegoCc = 1/(2*100*3.4k ) = 800nf
Luego tomamos fLcs= 20/(2*100*3.4k) =4.66 f
Ahora C1= 20/(2*100*5k) 6.36fb)Para la primera etapa
+
Cc
+Ce1uF
+
Cs
RLRc
Re
hieRb
Rs
RL
-
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Para Cs = flCs= 1/(2*Cs*Rcs) Rcs=Rs+{Rb1 II (hie1+(+1)*Re1}Rcs=3.4k flCs =9.95Hz
Para Cc1
RCc1=Rc1 +Rent RCc1=2,1K+2.1k =4.2kflC1=1/(2*6. 5f*4.2k) 5.82Hz
Usando el mtodo de superposicin de polos tenemos que fL1=15.77HzPara la segunda etapa
Cc2=Rc2+Rl= 1k+1k 2KflCc=9.99Hz
Para Cc1
RC1=4.4k fLCC1=5.55HzPor polo Dominante, la frecuencia de la segunda etapa viene dada porfL2=99.47hz
Para la primera etapaAv=-(RL II Rc)/Re2 = -(2.1K II 2.1k)/210 = -5
Por lo tanto, ambas etapas tienen ganancia de -5