Practica 1 Amplificador Emisor Común

ObjetivoObtener experimentalmente las características de funcionamiento de un amplificador en configuración emisor común.

Introducción

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. Configuración de Emisor Común.Se le denomina configuración de emisor común debido a que el emisor es común o relaciona las terminales tanto de entrada como de salida. Se necesitan 2 conjuntos de características para describir completamente el comportamiento de la configuración de emisor-común: uno para el circuitote entrada o de base-emisor y otro para el circuito de salida o de colecto-emisor. Ambos se muestran en la figura.

Las corrientes de emisor, colector y base se muestran en su dirección convencional real para la corriente. La relación que se desarrolla entre esta corriente es la siguiente:IE = IC +IB e IC = IE.La región activa para la configuración de emisor común es la parte del cuadrante superior derecho que tiene la mayor linealidad es decir la región en las que las curvas de Ib son casi rectas e igualmente espaciadas.En la región activa de un amplificador de emisor común, la unión base emisor se encuentra en polarización directa, mientras que la unión colector-base se encuentra en polarización inversa.La región de corte para la configuración de emisor común no se encuentra tan bien definida como para la configuración de base común.

Equipo

Fuente de voltaje de CD.Generador de funciones.Multímetro.Osciloscopio.Tableta de conexiones.Pinzas de corte.Pinzas de punta.

Material

Alambres y cables para conexiones.2 Resistencias de 10kΩ a ½ watt 1 Resistencia de 2.7kΩ a ½ watt1 Resistencia de 560Ω a ½ watt1 Resistencia de 82Ω a ½ watt

1 Potenciómetro de 10kΩ1 Capacitor de 100µF a 25V1 Capacitor de 22µF a 25V1 Capacitor de 10µF a 25V1 Transistor 2N3904

Desarrollo1. Se procedió a armar el siguiente circuito:

Figura 1.12. Se obtuvo el punto de operación del transistor anotando los valores obtenidos en la siguiente tabla.Vc (V) VE (V) VCE (V) IB(µA) IC (mA)4V 0.8V 3V 46 µA 10.8 mA Tabla 1.1

3. Encendimos el generador de funciones Vi y ajustándolo a una señal senoidal de amplitud 250mVPP a una frecuencia de 1kHz (sin offset).

4. Sin conectar el capacitor Ce, observamos en la pantalla del osciloscopio las señales de entrada Vi y salida Vs. Las fotografiamos anotando su amplitud, frecuencia y ángulo de fase.

Amplitud = 236mVpp Amplitud = 984mVpp Frecuencia = 1khz Frecuencia = 1khz Angulo de fase =180° Angulo de fase = 180°

Los voltajes Vi y Vs están por separados debió a problemas con los cables

del ch1 del osciloscopio, con ayuda del profesor se intento arreglar este problema al momento pero persistía el problema.

5. Después, conecté el capacitor Ce, observando en la pantalla del osciloscopio las señales de entrada Vi y salida Vs. Las fotografiamos anotando su amplitud, frecuencia y ángulo de fase (mantenga Vi = 250mVPP).

Amplitud ch2 = 236mVpp Amplitud ch2 = 2.64mVpp Frecuencia = 1khz Frecuencia = 1khz Angulo de fase =180° Angulo de fase = 180°

Los voltajes Vi y Vs están por separados debió a problemas con los cables del ch1 del osciloscopio.

6. Apagamos el generador de funciones y sin desconectar Ce, se midió y anoto en la tabla 1.2 los siguientes valores:

Vc (V) VE (V) VCE (V) IB(µA) IC (mA)4.13V 1V 3.1V 51 µA 12.1 mA Tabla 1.2

7. Ahora, encendí el generador de funciones Vi. Aumentando Vi hasta que Vs comenzó a distorsionar. Las fotografiamos anotando su amplitud, frecuencia y ángulo de fase.

Amplitud ch1 = 992mVppAmplitud ch2 = 8.24VppFrecuencia = 1khzAngulo de fase =180°

8. Armé el circuito mostrado en la figura 1.2. Manteniendo Vi = 250mVPP

9. Ajustando el potenciómetro para que en el punto A se obtuviera Vi/2.

10. Desconecté el potenciómetro y medí su resistencia. Este

será el valor de la impedancia de entrada del circuito.

Zi = 2.82kΩ

11. ahora armé el circuito mostrado en la figura 1.3 y ajusté el potenciómetro para que en el punto B se tenga el valor de Vs medido en el punto 5.

12. Desconecté el potenciómetro y mida su resistencia. Este será el valor de la impedancia de salida del circuito.

Zs = 8.27kΩ

Cuestionario

1. En base a los resultados de la práctica:

a) Grafique las líneas de carga de CD y CA del circuito de la figura 1.1 y obtenga el punto de operación.

Para LCCD:IcQ = 10.8mA, VceQ = 3VIco = Vcc / (Rc+Re) = 10/(560+82) = 15.576mA Vceo = Vcc = 10V

Para LCCA:IcTo = VceQ/Rc+IcQ = (3/560)+10.8mA =16.15mA

VceTo= IcQRc+ VceqVceTo= (10.8mA) (560)+3=9.04V

b) Encuentre la β del transistor.

β = Ic/Ib = (10.8mA) / (46A))= 234.78

c) Calcule la ganancia de voltaje con el capacitor de desvío desconectado.

Vi = 0.236VppVs = 0.984VppΔv = Vs/Vi = (0.984Vpp) / (0.236Vpp)= 4.16

d) Calcule la ganancia de voltaje con el capacitor desvío conectado.

Vi = 0.236VppVs = 2.64VppΔv = Vs/Vi = (2.64Vpp) / (0.236Vpp)= 11.18

2.- Compare los puntos 4 y 5 de la práctica y comente sus observaciones.

En el punto 4 Vs = 9.84mVpp y en el 5 Vs = 2.64Vpp. Lo que ocurrió es que al conectar el capacitor Ce aumento el voltaje de salida a cuando esta

desconectado.

3.- ¿Qué función tiene la resistencia RE en la figura 1.1? Explique su respuesta.

La resistencia RE estabiliza el amplificador, pero es muy sensible a las variaciones de temperatura, lo que causará cambios en la corriente de base y causará variaciones en la corriente de emisor. Esto causará una disminución en la ganancia de corriente alterna.

4.- ¿Qué efecto tiene conectar el capacitor de desvío en la figura 1.1? Explique su respuesta

Para resolver el problema de RE y tener una mejor ganancia con el condensador que funcionará como un corto circuito para la corriente alterna y un circuito abierto para corriente continua.

5.- Si R3 no existiera que efecto provocaría en el circuito.

No abría mucha resistencia que se opusiera al paso de la corriente, por lo tanto los valores de corriente serian un poco más elevados.

6.- Realice una tabla comparativa entre los resultados teóricos anteriormente calculados con los prácticos en CD. Coméntelos.Resultados prácticosVc (V) VE (V) VCE (V) IB(µA) IC (mA)4.13V 1V 3.1V 51 µA 12.1 mAResultados teóricos6.51V 0.954V 2.527V 38.80µA 11.64mA Tabla 1.2

Los resultados teóricos de los prácticos tuvieron variaciones, esto se debe a que en la práctica las resistencias son valores aproximados a los que se utilizan, además en la teoría se tomo β = 300 y en la practico nos dio de β = 234.78 estos factores contribuyen a que los valores calculados sean

aproximados a los teóricos.

7.- Realice una tabla comparativa entre los resultados teóricos anteriormente calculados con los prácticos en CA. Coméntelos

Resultados prácticosICT0 VCT016.15mA 9.04VResultados teóricos16.15mA 9.045V

Los resultados teóricos de los prácticos en C.A son casi idénticos prácticamente la variación es mínima a comparación con los de C.D.

Conclusión

Cuando un transistor se encuentra operando en su región de amplificación se puede notar que al realizar dicha función el transistor aumenta el voltaje de la señal teniendo la condiciones adecuadas, obteniendo mayor ganancia de voltaje al controlar el circuito con un capacitor de desvió, y además variando la amplitud de la señal, el transistor polariza la señal en los rangos del punto Q, lo cual indica que no puede sobrepasar el límite de Q, de esta manera se puede observar que la señal se empieza a deformar.

Se comprobó el valor de la beta, cuyo valor se aproximo al esperado de acuerdo con las hojas de especificaciones. También se analizo el efecto del capacitor de desvió y de la resistencia de emisor, con lo cual se observo que con el capacitor de desvió la ganancia aumenta.

Bibliografía APUNTES DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS Ing. A. HerreraAPUNTES DE CLASE DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS Ing. P. Medel OrtegaAPUNTES DE CLASE DE AMPLIFICACION DE SEÑALESIng. G. López Zamudio ELECTRÓNICA TEORÍA DE CIRCUITOS Boylestad