Informe Final 1- Configuracion EN Cascada PDF

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Informe Final NºConfiguración en cascadaSegovia Torres Jhordan Iván [email protected] Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica - UNMSMResumen. - Un amplificador en cascada es un sistema construido a partir de una serie de amplificadores donde cada amplificador envía su salida a la entrada del ...

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UNMSM, Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica, Laboratorio de Circuitos Electrónicos II, Experiencia 1

Informe Final Nº1 Configuración en cascada Segovia Torres Jhordan Iván [email protected] Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica - UNMSM Resumen. - Un amplificador en cascada es un sistema construido a partir de una serie de amplificadores donde cada amplificador envía su salida a la entrada del amplificador al lado de una cadena. Una conexión entre etapas de amplificador es la conexión en cascada. Básicamente una conexión en cascada es aquella en la cual la salida de una etapa se conecta a la entrada de la segunda etapa la conexión en cascada proporciona una multiplicación de la ganancia en cada una de las etapas para tener una mayor ganancia en total. Las características generales de este tipo de amplificadores son:  La impedancia de entrada global es igual a la impedancia de entrada del primer amplificador.  Impedancia de salida global es igual a la impedancia de salida del ultimo amplificador.  La ganancia global es igual al producto de las ganancias individuales (siempre y cuando se considere el efecto de carga entre cada par de etapas). Esto es válido para la ganancia de voltaje también para la ganancia de corriente. OBJETIVOS  Verificar el concepto de amplificación en cascada del transistor  Comprobar las ganancias de un circuito en cascada

II. EQUIPOS Y MATERIALES  Osciloscopio  Multímetro  Generador de señales  Fuente de poder DC  02 puntas de prueba de osciloscopio  Protoboard  Resistores de 2.2KΩ (2), 6.8KΩ (2), 1KΩ (2), 470Ω (2)  Condensadores de 10uF (3), 100uF (2)  Transistores 2N2219 o 2N2222

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Si IC=0, entonces VCE=9 V Si VCE=0, entonces IC =6.11mA

1. Simule el circuito de la figura 1.1 y halle el punto de operación de los 2 transistores. Indique la zona de trabajo de cada transistor. Complete los campos correspondientes de la tabla 1.1

Entonces hacemos la grafica para ver el punto de operación:

Sol: Sabemos que:

VTH 1=

9∗R 2Q 1 9∗2.2 K =2.2 Voltios = R 1Q 1+ R 2Q 1 6.8 K + 2.2 K

VTH 2=

9∗2.2 K 9∗R 2Q 2 =2.2Voltios = 6.8 K +2.2 K R 2Q 2+ R 1Q 2

RTH 1=R 1 Q 1/¿ R 2Q 2=6.8 K /¿2.2 K =1.66 K Oh RBB 2=R 1 Q 2 /¿ R 2 Q 2=6.8 K /¿ 2.2 K =1.66 KOhm Entonces analizamos el primer transistor:

VTH 1=IB∗RTH 1+VBE + IE∗ℜ1

Simulacion figura 1.1

2.2=IB ( 1.7 K ) + 0.7 + IB(β + 1)(470 ) 2.2=IB ( 1.7 K ) +( β +1 ) ( 470) +0.7 Sabemos que

β =150

IB =20.77 μA

IC = βIB =3.11 mA IE = IB + IC =3.13 mA Entonces para hallar VCE

9=RC∗IC +VCE +ℜ∗IE 9=( 1 K ) (3.11 mA ) + VCE + 470 ( 3.13 mA) VCE =4.41 Voltios Ademas

9=RC∗IC +VCE +ℜ∗IE 9=1K(IC)+VCE+470(IB+IC) Sabemos que

(

IB=

IC β

( ))

1 9=IC 1 K +470 1+ +VCE β 9=IC ( 1473.13 ) +VCE

VCEQ 1

ICQ1( mA)

Valor 4.41 3.11 Calculado Valor 4.30 3.18 Simulado 6V 7mA

Zona de Trabajo

VCEQ ICQ2

Activa

4.4 1 4.3 06V

Activa

2

3.1 1 3.1 87m A

Zona de Trabajo Activa Activa

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AV 2=( 1k Ω )(−150 ) ( 8.29∗10 )

1 =−124.48 Ω

( )

El signo negativo indica un desfase de 180 grados iii)

V2 ∗ib 2 ib 2 ∗ib 1 ib 1 V2 = AV 1= V1 V1

V1

hfe∗VT 150∗25 m V2 = =hie 2= =1.205 k Ω Ic ib 2 3.11 m

(

)

ib 2 −hfe∗R 2 0.62 k = =−150 =−50.95 ib 1 R 2+hie 2 0.62 k +1.205 k 1 (−4 ) 1 ib 1 = 1 = =8.29∗10 ( ) V 1 hie 1 1.205 k Ω Ω Reemplazando los valores;

(

AV 1=( 1.205 K Ω) (−50.95 ) ( 8.29∗10−4 ) V0 ∗i 0 i0 ∗ib 2 ii) ib 2 V0 = AV 2= V2 V2 V0 =1 k Ω i0 i0 =−hfe ib 2

Reemplazando:

( Ω1 ))=−50

(

)

V2 ∗ib 2 ib2 ∗ib 1 ib 1 ¿

V0 ∗i0 i0 ∗ib 2 ib 2 ( ¿ ) =AV 1∗AV 2= (−50.95 AVt =V 2∗V 1= V2 El signo positivo indica un desfase de 0 grados

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4. Conecte los capacitores Ci1, Ci2 y Ci3 de 10uF y Ce de 100uF para cada transistor (obtener el circuito que se muestra en la figura 1.1) 5. Configure el generador para que emita una señal sinusoidal con una amplitud de 50mVrms y una frecuencia de 1KHz aproximadamente. 6. Seleccione el osciloscopio para observar ambos canales en posición AC 7. Conecte el canal 1 del osciloscopio al generador y el canal 2 del osciloscopio al terminal negativo del capacitor conectado al colector del primer transistor. La tierra del osciloscopio debe estar conectada a la tierra del generador y a la tierra del circuito

Voltaje de entrada: 100mV Voltaje de salida: 3.923 V AV1ocs=460.343mV/100mV = 4.6

t2-t1=351.88us

8. Graficar en la figura 1.2 las señales de entrada y salida observada con el osciloscopio verificando el desfase existente entre la tensión de entrada y la tensión de salida y determine la ganancia AV1osc. Realice la simulación respectiva y grafique sus resultados en la misma figura 1.2. Complete los campos correspondientes de la tabla 1.2.

f=1kHz -> T=0.001s Ø=360®(t2-t1)/T=126.67°

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9. Con el multímetro en AC mida los valores de entrada que entrega el generador y los valores de salida en el colector del transistor y determine el valor de la ganancia de tensión Av1mult (Nota: El valor pico es sólo referencial, el multímetro mide valores RMS al colocarlo en modo AC). Complete los campos correspondientes de la tabla 1.2

Voltaje de entrada: Vpp= 100mV Voltaje de Salida: Vpp=-383.252mV AVtosc=-19.16 AV1mult=VC1/V1=1.661/35.488mV=46.8

10. Conecte el canal 1 del osciloscopio al colector del primer transistor y el canal 2 del osciloscopio al terminal negativo del capacitor conectado al colector del segundo transistor. Grafique en la figura 1.3 las señales de entrada y salida verificando el desfase existente entre la tensión de entrada y salida y determine la ganancia Av2osc Realice la simulación respectiva y grafique sus resultados en la misma figura 1.3. Complete los campos correspondientes de la tabla 1.2 T2-T1=278.232us f=1KHz-> T=0.001s Ø=360(t2-t1)/T=100.16°

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13. Compruebe la ganancia Avtmult utilizando el multímetro en AC. Complete los campos correspondientes de la tabla 1.2

Canal A: Vpp=100mV Canal B: Vpp=6.897 AVOSC=6.897/100mV =68.97

15. Compare la ganancia de tensión obtenida en el punto 14 (Avosc) con respecto a la ganancia obtenida en el punto 8 (Av1osc) y determine las razones de esta diferencia, a pesar de ser el mismo transistor

AVtmult=VC2/V1=3.475V/35.259mV=98.55

14. Desconecte el capacitor Ci2 para obtener un amplificador como el mostrado en la figura 1.3 y mediante el osciloscopio mida la ganancia de tensión Avosc del amplificador.

Se puede concluir de la simulacion que al desconectar el capacitor del circuito se produce una variacion de ganancia,generado debido a que el acoplamiento influye un poco en el transistor . AVtosc = 6.564/6.564= 1(punto 14.) Av1osc= 3.798v/66.974mV= 0.0567085V (punto 8.) Se observa que la ganancia es mayor en el punto 14 respecto a la ganancia en el punto 8 Cuestionario 1. Compare sus datos teóricos con los obtenidos en la experiencia. Los valores se aproximan y esto debido a la resistencia del multímetro que puede trasgiversar los resultados 2. Dibuje algunos esquemas prácticos en donde se encuentra la configuración en cascada.

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Los circuitos en cascadas se usan para amplificar señales en diferentes sistemas la mayoría es para amplificadores de sonido y de señal 3. ¿Qué modificaciones realizaría al circuito experimentado? ¿Por qué? Podríamos cambiar las resistencias para disminuir el sonido proveniente de la señal También se podría disminuir el voltaje del osciloscopio hasta que la salida sea una onda no recortada.

4. De acuerdo al experimento, cuáles son sus conclusiones. Un amplificador de configuración cascada con emisor común genera un desfase pequeño Si queremos obtener menos ganancia de voltaje se puede reducir el valor resistivo de la carga, ya que el voltaje de salida equivale al producto de la corriente de salida y la resistencia de la carga. Al disminuir este último valor, además se tendrá un aumento de intensidad de corriente fluyendo por la misma según la ley de ohm Usted tendrá mayor control sobre la apariencia de sus figuras si usted puede preparar los archivos electrónicos de imagen. Si usted no tiene las habilidades de computación requeridas, sólo envíe las impresiones de papel como se describió anteriormente y salte esta sección....