_prÁctica 3

PRCTICA # 3

1. TEMA.El transistor FET como Amplificador2. OBJETIVOS.

Disear, calcular y comprobar el funcionamiento de los siguientes amplificadores con el transistor FET.

a. Amplificador a Source comn (ganancia de tensin total ; ).b. Amplificador de Gate comn .c. Amplificador de Drain comn .

Punto de trabajo al centro de la recta de carga.

3. MARCO TERICO.

AMPLIFICADOR A SOURCE COMN

La seal de entrada llega al Gate y la seal de salida est acoplada del Drain y a la resistencia de carga.

Amplificadores con transistores a efecto de campo a Source comn:Parmetros de un JFET:

Transconductancia gm en el punto de polarizacin.

Resistencia de Drenador Rd.

El factor de amplificacin:

Los tres parmetros de alterna estn relacionados as:

Polarizacin de un JFET:

Circuito equivalente:Desarrollando en serie la caracterstica de Drenador en torno al punto Q (y tomando la aproximacin lineal de primer orden):

Si los incrementos los asociamos a amplitudes de seales dbiles de baja frecuencia:

Circuito equivalente aproximado del JFET a) Frecuencias bajas b) Frecuencias altas

AMPLIFICADOR A GATE COMN

La seal de entrada llega al Source y la seal de salida est acoplada del Drain y a la resistencia de carga.

Amplificadores con transistores a efecto de campo a Gate comn:Parmetros de un JFET:

Transconductancia gm en el punto de polarizacin.




Polarizacin de un JFET:

Circuito equivalente:Desarrollando en serie la caracterstica de Drenador en torno al punto Q (y tomando la aproximacin lineal de primer orden):

Si los incrementos los asociamos a amplitudes de seales dbiles de baja frecuencia:

Circuito equivalente aproximado del JFET a) Para frecuencias bajas b) Para frecuencias altas

AMPLIFICADOR A DRAIN COMNCaractersticas:

La seal de entrada llega al Gate y la seal de salida est acoplada del Source a la resistencia de carga. Como el seguidor de emisor, el seguidor de fuente tiene una ganancia en tensin menor que 1. La principal ventaja del seguidor de fuente es su alta resistencia de entrada. A menudo, se ver usar el seguidor de fuente como etapa final de un sistema, seguido de etapas bipolares de ganancia en tensin.Amplificadores con transistores a efecto de campo a Drain comn:Parmetros de un JFET:Transconductancia gm en el punto de polarizacin.




Polarizacin (DC)Para polarizar correctamente el JFET primero se elige IDS < IDSS/2, y luego se calcula la VGSQ mediante:

Para RL, se impone clase A:

Resulta la relacin que permite disear en clase A (IDQ < IDSS/2):

Ganancia:Haciendo un anlisis de nudos, se obtiene el sistema de ecuaciones:

Circuito de alterna del seguidor

Impedancia Ze:

Donde A es la ganancia del amplificador, calculada anteriormente.Impedancia Zs:Las ecuaciones para el anlisis son:

Circuito de alterna del seguidor para calcular la impedancia de salidaEliminando v0, se obtiene la admitancia de salida:

Amplificadores Gate comn, Drain comn, y source comn

Amplificador en Source Comn

El circuito equivalente de Corriente continua es:

Donde

El circuito equivalente de Corriente Alterna es:

sabemos que el modelo del JFET en seal pequea para la configuracin de Fuente Comn es:

Por lo tanto el circuito equivalente de seal pequea del amplificador en Fuente Comn queda

Por inspeccin determinamos la impedancia de entrada y la impedancia de salida

La ganacia de voltaje , puede obtenerse mediante la multiplicacin de factores:

La ganacia de voltaje , puede obtenerse mediante la multiplicacin de factores:

4. LISTADO DE MATERIALES / PRESUPUESTO

#Equipo o Material

1Resistencias

1Transistores FET (MPF102)

1Condensadores

1Proto-board

1Banco de Trabajo

1Fuente de alimentacin Variable

1Multmetro digital

1Generador de funciones

1Osciloscopio

1Sondas

1Cables de conexin

1Elvis (opcional)

$3.00

5. DESARROLLO.Amplificador a Source comn

Clculos de polarizacin

//

Clculos en dinmica

//

Z

//

//

//

Calculo de condensadores

Amplificador a Gate comn

Clculos de polarizacin

Clculos en dinmica

gm= 0,00346 => 3,46ms


Amplificador a Drain comn

Clculos de polarizacin Drain

Clculos en dinmica

Mxima dinmica


Comprobacin de cada amplificador

Amplificador a Source comnFormas de onda obtenidas con el Elvis

Escalas: CH1, CH2 ()

Tabla de valores obtenidosFrecuencia (Hz)AvAvdB

15,8320-99,473

25,1460,473-94,002-6,50277719

63,1440,955-111,64-0,39993257

100,0241,287-118,2212,19157094

251,2712,286-132,417,18152452

630,8783,342-152,64310,4801289

1000,0543,64-161,2811,2220277

1584,9253,788-167,6911,5681994

2511,9633,864-172,02311,7407424

9999,9833,922181,6650,59350759

15848,8753,924180,890,593729

25118,8873,932180,1940,59461351

39810,6873,933179,3750,59472395

63095,8013,93178,3790,59439255

100000,0163,926177,6530,5939503

158489,3093,91175,2810,59217676

Amplificador a Source comn

VDDVDSID

Calculados 15v7.5v4mA

Medidos15v7.2v3.8mA

Simulados15v7.5v3.9mA

Puntos de trabajo, Rectas de carga de polarizacin y recta dinmica

Amplificador a Gate comnFormas de onda obtenidas con el Elvis


Tabla de valores obtenidosFrecuencia (Hz)AvAvdB

19,930,04161,919-27,9588002

31,6650,099153,329-20,0872961

50,2910,231140,205-12,7277604

79,5350,491122,226-6,17837016

126,1010,90699,84-0,85743605

200,0481,40675,8872,959706414

317,0221,84354,0785,310506704

502,3552,13136,8036,571668994

796,2812,29224,3657,204292266

1261,9422,37315,9327,505954764

1999,9222,41510,3667,658342702

3169,852,4396,727,744236006

5023,742,4524,3147,790409317

7962,0632,4612,7077,822232274

12619,2352,4661,5977,839861445

19999,9662,4680,87,846903107

31697,9362,470,1347,853939065

50237,7752,471-0,5217,857454908

79621,3752,47-1,3017,853939065

126191,4152,468-2,3647,846903107


VDDVDSID

Calculados 15v7.5v4mA

Medidos15v7.4v3.6mA



Amplificador a Drain comnFormas de onda obtenidas con el Elvis


Tabla de valores obtenidosFrecuencia (Hz)AvdBAv

19,93-40,116145,5830,00986734

25,146-34,941142,0870,017904

50,291-22,255121,4210,07713474

63,33-18,833111,3980,11437998

79,535-15,852100,3420,16121298

100,21-13,31388,3150,2159484

126,101-11,27776,130,27299205

158,884-9,66764,2340,32858671

200,048-8,37853,9330,38115358

251,83-7,48344,580,42252265

502,355-6,223,8140,48977882

632,368-6,02419,1290,49980431

796,281-5,9115,3120,50640735

1002,289-5,83512,240,51079895

1261,942-5,7879,7710,51362955

1588,65-5,7557,7980,51552532

3169,85-5,7113,9410,51814344

3990,531-5,7053,1330,51850148

5023,74-5,72,490,51880004

6324,612-5,6971,9740,51897926


VDDVDSID

Calculados 20v10v4mA

Medidos20.2v10v3.4mA



DIAGRAMAS DE BODEBode CALCULADOS:




Bode MEDIDOS:




SIMULACIONES


Formas de onda de ingreso y salida

Amplificador a Gate comnFormas de onda de ingreso y salida


Formas de onda de ingreso y salida

BODE SIMULADOSAmplificador a Source comn



6. CONCLUSIONES

Observaciones y Recomendaciones

Para obtener valores ms aproximados es necesario adquirir materiales exactos o mejor acoplarlos de mejor manera. Los clculos de los condensadores deben ser exactos para tener mejores seales, pero como se conoce no encontramos en el mercado dispositivos exactos y de calidad por lo que difiere en algo los valores obtenidos. Para un correcto funcionamiento de cualquier circuito tener en cuenta los terminales del transistor FET y sobretodo debe ser bien calculada la polarizacin. Al utilizar el ELVIS de debe conectar muy bien ya que si est mal l se encarga en darnos una advertencia de sonido. Los fet a diferencia de los transistores BJT estos manejan mucho ms corriente, pero la desventaja es que solo pueden amplificar hasta 10 veces el voltaje de ingreso. La ganancia de tensin en la configuracin source comn era pequea mientras que el ngulo de fase aumenta conforme aumenta la frecuencia hasta llegar a la ganancia mxima donde ambas ondas se encuentran desfasadas . En el caso de este amplificador gate comn la ganancia es pequea y el ngulo de desfasamiento entre las ondas de ingreso y salida varia de cuando aumentamos la frecuencia. En el amplificador Drain comn la ganancia de tensin llegaba a su valor mximo de 1, mientras que el ngulo de desfasamiento pasa en su valor de ganancia mxima por lo que este es equivalente al amplificador colector comn.

summations and recommendations

To obtain more approximate securities it is necessary to acquire exact or better materials to couple them in a better way. The calculations of the condensers should be exact to have better signs, but like one knows we don't find in the market exact devices and of quality for what differs in something the obtained securities. For a correct operation of any circuit to keep in mind the terminals of the transistor FET and overalls should be very calculated the polarization. When using the debit side ELVIS to connect very well since if it is bad he takes charge in giving us a sound warning. The fet contrary to the transistors BJT these they manage much more average, but the disadvantage is that alone they can amplify up to 10 times the entrance voltage. The gain of tension in the configuration common source was small while the phase angle increases in agreement it increases the frequency until arriving to the maximum gain where both waves are desfasadas 180. In the case of this amplifier common gate the gain is small and the desfasamiento angle between the entrance waves and different exit of 180 to 0 when we increase the frequency. In the amplifier common Drain the gain of tension arrived to its maximum value of 1, while the desfasamiento angle goes 180 to 0 in its value of maximum gain by that that this it is equivalent to the amplifier common collector.

7. BIBLIOGRAFA ELECTRNICA TEORA DE CIRCUITOS. Robert Boylestad, Louis Nashelsky. Editorial Prentice Hall. Electrnica de Malvino, sexta edicin, Person editorial. http://hosting.udlap.mx http://www.senatieee.netfirms.com/indice2.html http://www.ieec.uned.es/ieec/documentos/ffi-ieec/apl_html/capit_11/c1.htm

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