Lab_No3_-_Amplificador_Emisor_Comun_-_v12010I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTN

FACULTAD DE INGENIERAS DE PRODUCCIN Y SERVICIOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

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Jefe de Prcticas:

Laboratorio de Electrnica Anloga 1 Ing. Juan Carlos Cuadros

Tema: AMPLIFICADORES DE AUDIO EMISOR COMUN

Cdigo: 0403231

Semestre: VI

Grupo: A, B y C

Lab. N 03 FECHA: 23/ AGO/2010

I. INFORME PREVIO

1. Amplificadores en base a transistores.

2. Describa al amplificador transistorizado en configuracin de emisor comn y sus principales parmetros

(ganancia de tensin, ganancia de corriente, impedancia de entrada y salida). Cules son las relaciones que

permiten determinar estos parmetros?

3. Describa la funcin que cumplen los condensadores de acoplo y desacoplo.

4. Cul es el modelo en pequea seal equivalente? Describa el modelo del transistor re. y el modelo hbrido.

Haga un anlisis del amplificador emisor comn con ambos modelos y de sus rectas de carga para CD y AC.

5. Haga el anlisis terico CA de cada una de las configuraciones distintas planteadas en el procedimiento,

empleando el modelo del transistor re

6. Cules son las principales aplicaciones para esta configuracin? De un ejemplo.

7. Realizar la simulacin de todo el procedimiento. Consignar sus datos en tablas de valores simulados.

Recomendacin: Para las simulaciones implementar el circuito con los elementos estrictamente necesarios y

que sern empleados en la prctica, de acuerdo a las condiciones planteadas por el procedimiento

II. OBJETIVOS

- Analizar el comportamiento de un amplificador de audio en configuracin emisor comn

- Comprobar las principales caractersticas de este tipo de configuracin

III. MARCO TEORICO

Configuracin de Emisor Comn

Se le denomina configuracin de emisor comn debido a que el emisor es comn o relaciona las terminales tanto

de entrada como de salida. Se necesitan 2 conjuntos de caractersticas para describir completamente el

comportamiento de la configuracin de emisor-comn: uno para el circuito de entrada o de base-emisor y otro para

el circuito de salida o de colector-emisor. Ambos circuitos se muestran en la figura siguiente, tanto para

transistores pnp y npn.

Las corrientes de emisor, colector y base se muestran en su direccin convencional real para la corriente. La

relacin que se desarrolla entre estas corrientes es la siguiente:

IE = IC +IB e IC = IE.

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Tema: AMPLIFICADORES DE AUDIO EMISOR COMUN LAB N 3 EA1

JP: Ing Juan Carlos Cuadros

La regin activa para la configuracin de emisor comn es la parte del cuadrante superior derecho que tiene la

mayor linealidad es decir la regin en las que las curvas de IB son casi rectas e igualmente espaciadas.

En la regin activa de un amplificador de emisor comn, la unin base emisor se encuentra en polarizacin

directa, mientras que la unin colector-base se encuentra en polarizacin inversa.

La regin de corte para la configuracin de emisor comn no se encuentra tan bien definida como para la

configuracin de base comn.

Configuracin emisor comn - Recta de carga

Para que una seal esa amplificada tiene que ser una seal de corriente alterna. No tiene sentido amplificar una

seal de corriente continua, por que sta no lleva ninguna informacin.

En un amplificador de transistores estn involucradas los dos tipos de corrientes (alterna y continua).

La alterna es la seal a amplificar y la continua sirve para establecer el punto de operacin del amplificador

Este punto de operacin permitir que la seal amplificada no sea distorsionada.

En el diagrama 1 se ve que la base del transistor est conectada a dos resistencias (R1 y R2). Estas dos

resistencias forman un divisor de tensin que permite tener en la base del transistor una tensin necesaria para

establecer la corriente de polarizacin de la base.

Diagrama 1

El punto de operacin en corriente continua est sobre una lnea de carga dibujada en la familia de curvas del

transistor. Esta lnea esta determinada por frmulas. Hay dos casos extremos, cuando el transistor est en

saturacin (Ic max.) y cuando est en corte (Ic = 0). Ver la figura siguiente.

Si se modifica R1 y/o R2 el punto de operacin se modificar para arriba o para abajo en la curva pudiendo haber

distorsin

Si la seal de entrada (Vin) es muy grande, se recortarn los picos positivos y negativos de la seal en la salida

(Vout)




IV.- MATERIAL Y EQUIPO

Equipos: Multmetros, Osciloscopio, Generador de Seales

Protoboard

Transistor BJT (segn circuitos a implementar o transistores equivalentes)

Resistencias y trimmers varios (de acuerdo a los circuitos a analizar)

Fuente de tensin continua 0-15V

Anexos: Gua de Laboratorio, Manual ECG, Hojas de Datos emplear.

V. PROCEDIMIENTO

5.1 Determinacin de valores caractersticos de circuitos de emisor comn

A 3 Conecte el circuito de medicin segn este esquema y aplique la tensin de operacin UB = +12 V.

M 11 Con ayuda de Tr5 regule el punto de trabajo del

transistor de forma que Usal = + 7 V. (Si no es alcanzable conecte la resistencia R3a en paralelo con R3 (Br. 13/16). Regule los trimmers Tr1, Tr2 y Tr3

cada uno a R = 0 y aplique una tensin sinusoidal.

Uent pp = 1 V; f = 1 kHz. a la entrada 1 .

Mida la tensin uent con el osciloscopio y transfiera la curva a la rejilla.




M 12 Mida la tensin de salida usal con el osciloscopio y transfiera a la rejilla la curva en fase con uent.

E 11 usal pp = V

Au = ppent

ppsal

u

u = ------------------- =

=

E

C

R

R = ---------------------- = ---------------- =

M 13 Regule los trimmers Tr1 y Tr2 de forma que la tensin de salida usal decrezca un 50% del valor medido en M 12. Desconecte el generador y mida el valor de resistencia de Tr1 y Tr2 con el multimetro.

RTr1 + RTr2 ^ rent =

Q 4 Por qu este mtodo de medicin es apropiado para determinar la impedancia de entrada rent del estado

de amplificacin?. Justifique su repuesta

RESPUESTA:__________________________________________________________________________

M 14 Conecte el condensador de emisor C6 = 100 F (Br. 31/32). Regule nuevamente tanto Tr1 como Tr2

a R = 0 y aplique una tensin sinusoidal.

uent pp = 0,2 V; f = 1 kHz a la entrada 1 .



E 12 usal pp = V

Au = ppent

ppsal

u

u = ------------------- =

=

E

C

R

R = ---------------------- = ---------------- =




M 16 Regule los trimmers Tr1 y Tr2 de forma que la tensin de salida usal decrezca un 50% del valor medido previamente.

Desconecte el generador y mida el valor de RTr1 + RTr 2 rent = resistencia Tr1 y Tr2 con el multimetro.

E 13 La ganancia de tensin de un estado de amplificacin es ______________________ con un condensador de emisor, que sin este. (menor / ms grande)

E 14 La impedancia de entrada de un estado de amplificacin es _________________________ con un condensador de emisor, que sin este. (ms pequea / ms grande)

A 4 Conecte el circuito de

medicin segn este esquema y aplique la tensin de operacin UB = +12 V.

M 17 Con ayuda de Tr7 regule el punto de trabajo del transistor

de forma que Usal = + 7 V. Regule los trimmers Tr1, Tr2 y

Tr3 cada uno a R = 0 y aplique una tensin sinusoidal.

Uent pp = 1 V; f = 1 kHz a la entrada 1 .






E 15 usal pp = V

Au = ppent

ppsal

u

u= -------------------- =

=

E

C

R

R = ---------------------- = ---------------------- =

M 19 Regule los trimmers Tr1 y Tr2 de forma que la tensin de salida usal pp decrezca un 50% uent pp = 50% del valor medido en M 18. Desconecte el generador y mida el valor de resistencia de Tr1 y Tr2 con el ohmimetro.

RT1 + RT2 rent =

E 16 La impedancia de entrada rent del circuito de emisor comn investigado con divisor de tensin de base,

comparada con la de los circuitos de emisor comn con resistencia de base investigados anteriormente es:

______________________________________________________________________________ (considerablemente ms pequea / ms pequea / ms grande / considerablemente ms grande)

M 20 Regule nuevamente los trimmers Tr1, Tr2 y Tr3 cada uno a R = 0 . Regule la tensin alterna de entrada uent pp de forma que usal pp = 1,6 V. Conecte el trimmer Tr8 (Br. 33/34) y reglelo para que usal decrezca a usal pp = 0,8 V. Desconecte Tr8 y mida el valor de resistencia con el multimetro.

Tr8 rsal =

Q 5 Por qu este mtodo de medicin es apropiado para determinar la impedancia de salida rsal?. Justifique

su respuesta.

RESPUESTA:__________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

M 21 Conecte la resistencia de colector RC = R5 = 5,6 k (interruptor S3) y regule el punto de trabajo con ayuda de Tr7 de forma que Usal = + 7 V.

Aplique la tensin alterna de entrada uentpp = 0,5 V / f = 1 kHz a la entrada 1 y mida la tensin de salida

usal con el osciloscopio.

E 17 uent pp = V usal pp = V Au = ppent

ppsal

u

u= ----------------- =

Q 6 Cmo cambia la amplificacin Au cuando la resistencia de colector se cambia de R6 = 2,7 k a R5 = 5,6

k (cerca de un factor 2)? La amplificacin de tensin Au _________________________ por un factor __________! (aumenta / disminuye)




Q 7 Cmo se da este efecto?. Explique.

RESPUESTA:__________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

5.2 Determinacin de la frecuencia de corte

A 5 Conecte el circuito de medicin segn

este esquema y aplique la tensin de operacin UB = + 12 V.

M 22 Con ayuda de Tr7 regule el punto de trabajo del transistor de forma que Usal = + 7 V. Aplique una tensin de entrada

sinusoidal uent pp con f = 1 kHz a la entrada 4 y regule uent pp de

forma que la tensin de salida usal pp = 1 V (mida usal en pantalla).

Cent = C4 = 0,1 F

usal pp = 1 V

f = 1 kHz

M 23 Reduzca la frecuencia de la tensin de entrada uent pp hasta que usal pp = 0,707 V.

usal pp = 0,707 V

fci = Hz

A 6 Desconecte el condensador de entrada C4 y conecte C3 = 1 F (Br. 17/26).

M 24 Reduzca la frecuencia de la tensin de entrada uent pp hasta que

usal pp = 0,707 V.

usal pp = 0,707 V

fci = Hz

Q 8 Qu influencia tiene la capacitancia del condensador de entrada sobre la frecuencia con corte inferior?

A mayor capacitancia del condensador de entrada, _______________ es la frecuencia de corte inferior fci de un circuito de emisor comn. (mayor / menor)




M 25 Con f = 1 kHz, regule uent pp de forma que usal pp = 1 V.

Aumente la frecuencia de la tensin de entrada uent pp hasta que usal pp = 0,707 V.

M 26 Desconecte el condensador de entrada C3 y conecte C4 = 0,1

F (Br. 19/26). Observe la tensin de salida.

Cent = C3 = 0,1 F

usal pp = 1 V

f = 1 kHz usal pp = 0,707 V

fcs = Hz

Q 9 Qu influencia tiene una capacitancia ms grande del condensador de entrada sobre la frecuencia de

corte superior?

RESPUESTA: _________________________________________________________________________

5.3 Regulacin correcta del punto de trabajo y sobreexcitacin de un circuito de emisor comn

A 7 Conecte el circuito de medicin

segn este esquema y aplique la tensin de operacin UB = + 12 V.

M 27 Con ayuda de Tr7 regule el punto de trabajo de forma que Usal = + 7 V. Aplique una tensin sinusoidal.

Uent pp = 1 V; f = 1 kHz a la entrada 4 .





M 28 Mida la tensin de salida usal con el osciloscopio y transfiera a la rejilla la curva en fase con uent. E 18 usal pp = V

Au = ppent

ppsal

u

u = ----------------- =

=

E

C

R

R = ------------------------ = ------------------------ =

M 29 Mida Usal con un multmetro! Usal = V

A 8 Desconecte la tensin de entrada uent y con ayuda de Tr7 regule el punto de trabajo a Usal = + 3 V. Aplique uent pp = 1

V; f = 1 kHz a la entrada 4 . Mida uent con el osciloscopio y

transfiera la curva a la rejilla. M 30 Con una tensin de entrada uent aplicada mida nuevamente

la tensin de salida Usal con el multmetro.

Usal = V

Q 10 Cul media onda de la tensin de salida est distorsionada? _____________________________ (media onda pos. / media onda neg.)

Q 11 Por qu se dio una distorsin de la media onda?

RESPUESTA:__________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Q 12 Por qu cambia la tensin continua de salida Usal cuando se aplica una tensin de entrada uent?.Explique.

RESPUESTA:

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________




A 9 Desconecte la tensin de entrada uent y con ayuda de Tr7

regule el punto de trabajo a Usal = + 10 V. Aplique uent pp

= 1 V; f = 1 kHz a la entrada 4 . Mida uent con el

osciloscopio y transfiera la curva a la rejilla. M 31 Con una tensin de entrada uent aplicada mida

nuevamente la tensin de salida usal con el multmetro.

Usal = V Q 13 Cul media onda de la tensin de salida est

deformada? ______________________________________ (media onda pos. / media onda neg.)

Q 14 Por qu se dio una deformacin de la media onda?

RESPUESTA:__________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Q 15 Por qu cambia la tensin continua de salida Usal cuando se aplica una tensin de entrada uent?

RESPUESTA:__________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

M 32 Conecte una tensin de entrada uent pp = 2,5 V; f = 1 kHz, y con ayuda de Tr7 regule el punto de trabajo de forma que la tensin de salida usal se distorsione simtricamente. Transfiera la curva de usal a la rejilla.

usal pp = V

Q 16 Por qu se distorsionan ambas medias ondas?. Explique su respuesta.

RESPUESTA:__________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________




M 33 Reduzca la tensin de entrada uent hasta que usal todava no se distorsione (si es necesario, reajuste el punto de trabajo).

usal pp = V

uent pp = V

Au = ppent

ppsal

u

u= ---------------- =

M 34 Desconecte la tensin de entrada uent y mida la tensin

continua de salida con el multmetro.

Usal = V

Q 17 Con qu tensin de salida esta ptimamente regula - do el punto de trabajo de este circuito de emisor

comn?

A Usal = V

M 35 Conecte nuevamente la tensin de entrada uent. Mida con el osciloscopio en posicin DC la tensin de salida usal y transfiera la curva a la rejilla.

E 19 Qu ngulo de fase surge entra la componente alterna de Usal y usal?

= VI. CUESTIONARIO FINAL

1. Que significa el trabajo del amplificador en el centro de la recta de carga? Ilustre

2. Explique el desfase entre entrada y salida.

3. Realice un anlisis terico de uno de los modelos revisados en la prctica y compare los valores hallados

analticamente y los valores experimentales. Muestre sus resultados en una tabla comparativa.

4. Disear un amplificador emisor comn con una ganancia de voltaje = 90 y una impedancia de entrada =

10 KOhm.

5. Para el amplificador diseado calcular adems: Zo.

6. Haga una simulacin del modelo diseado y compruebe los valores de Av, Ai, Zi y Zo. Haga una tabla

comparativa de valores tericos y simulados. Muestre los resultados de la simulacin.

VII. CONCLUSIONES

Emita al menos cinco conclusiones en torno al trabajo realizado.

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