P2 Amplificador Multietapa Con Acoplamiento Directo

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1 https://sites.google.com/site/ingcesaragonzalez/ UNEFA Núcleo Maracay Prof. César González Dpto. de Telecomunicaciones Laboratorio de Electrónica II PRÁCTICA 2 AMPLIFICADOR BJT MULTIETAPAS CON ACOPLAMIENTO DIRECTO Los amplificadores multietapas con acoplamiento capacitivo tienen la ventaja de que la polarización de sus etapas queda independiente una de la otra y su diseño se puede hacer por separado. Sin embargo, este tipo de amplificadores tiene dos desventajas: 1. Las reactancias capacitivas a bajas frecuencias se comportan como altas impedancias, degradando la ganancia total del amplificador. Esto hace que el diseño sea impráctico para el procesamiento de señales analógicas lentas o de corriente continua, donde se requiere de una respuesta frecuencial plana a bajas frecuencias. 2. El acoplamiento capacitivo sólo tiene aplicación práctica en amplificadores discretos. En amplificadores de circuito integrado los capacitores ocuparían grandes cantidades de valiosa superficie dentro del microcircuito. En amplificadores multietapas con acoplamiento directo, la polarización de cada etapa no es independiente de las otras. Más aún, el nivel DC de cada etapa se va trasladando a la siguiente, produciéndose un problema de apilamiento de voltaje que termina saturando a las etapas finales. Esto se puede corregir, empleando estrategias de desplazamiento del nivel DC. Objetivo: El objetivo de esta práctica es estudiar un amplificador de dos etapas inversoras BJT npn con acoplamiento directo, enfrentarse al problema del apilamiento de voltaje y resolverlo, implementando las estrategias circuitales disponibles. Materiales: Transistores bipolares de baja potencia ( 2N3904 ó 2N2222), resistencias, condensadores electrolíticos desde 1μF a 10μF, protoboard, cables y herramientas varias. Pre-Laboratorio: 1. Dado el circuito de la figura, demostrar y verificar por simulación que Q2 está saturado por el exagerado valor del voltaje en su base. 2. Calcular el valor de la ganancia de tensión del amplificador, si Q2 pudiera funcionar sin problemas de polarización, con la misma corriente que Q1. 10uF Vi Q1 2.2kohm Rc 750ohm Re R2 R1 Q2 2.2kohm Rc 750ohm Re Vo 12V Vcc 56K13KΩ

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Electronica II

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1 https://sites.google.com/site/ingcesaragonzalez/

UNEFA – Núcleo Maracay Prof. César González

Dpto. de Telecomunicaciones Laboratorio de Electrónica II

PRÁCTICA 2

AMPLIFICADOR BJT MULTIETAPAS CON ACOPLAMIENTO DIRECTO

Los amplificadores multietapas con acoplamiento capacitivo tienen la ventaja de que la

polarización de sus etapas queda independiente una de la otra y su diseño se puede hacer por

separado. Sin embargo, este tipo de amplificadores tiene dos desventajas:

1. Las reactancias capacitivas a bajas frecuencias se comportan como altas impedancias,

degradando la ganancia total del amplificador. Esto hace que el diseño sea impráctico para

el procesamiento de señales analógicas lentas o de corriente continua, donde se requiere

de una respuesta frecuencial plana a bajas frecuencias.

2. El acoplamiento capacitivo sólo tiene aplicación práctica en amplificadores discretos. En

amplificadores de circuito integrado los capacitores ocuparían grandes cantidades de

valiosa superficie dentro del microcircuito.

En amplificadores multietapas con acoplamiento directo, la polarización de cada etapa no es

independiente de las otras. Más aún, el nivel DC de cada etapa se va trasladando a la

siguiente, produciéndose un problema de apilamiento de voltaje que termina saturando a las

etapas finales. Esto se puede corregir, empleando estrategias de desplazamiento del nivel DC.

Objetivo: El objetivo de esta práctica es estudiar un amplificador de dos etapas inversoras BJT

npn con acoplamiento directo, enfrentarse al problema del apilamiento de voltaje y resolverlo,

implementando las estrategias circuitales disponibles.

Materiales: Transistores bipolares de baja potencia (2N3904 ó 2N2222), resistencias,

condensadores electrolíticos desde 1μF a 10μF, protoboard, cables y herramientas varias.

Pre-Laboratorio:

1. Dado el circuito de la figura,

demostrar y verificar por simulación

que Q2 está saturado por el

exagerado valor del voltaje en su

base.

2. Calcular el valor de la ganancia de

tensión del amplificador, si Q2

pudiera funcionar sin problemas de

polarización, con la misma

corriente que Q1.

10V

Vcc

10uF

Vi

Q1

2.2kohm

Rc

750ohm

Re

13kohm

R2

51kohm

R1

Q2

2.2kohm

Rc

750ohm

Re

Vo

12V

Vcc

56KΩ

13KΩ

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A continuación se presentan dos técnicas circuitales de desplazamiento de voltaje DC, usadas

en circuitos integrados y orientadas a resolver el problema de polarización del transistor Q2.

3. Calcular el valor del voltaje

Zener (Vz) necesario para

polarizar correctamente al

transistor Q2.

4. Determinar el valor de Rs

para polarizar al diodo,

tomando en cuenta la

corriente del Zener y su

influencia en la ganancia

total del amplificador.

La siguiente técnica es más sofisticada que la anterior, más costosa pero permite mejorar la

polarización con un circuito activo que desplaza el apilamiento de voltaje DC, sin afectar la

ganancia total del amplificador.

5. Calcular Ra y Rb de modo que

Q2 quede correctamente

polarizado, ajustando la corriente

del desplazador DC a unos 2mA.

Procedimiento:

Montar todos los circuitos

diseñados y medir todas las

variables necesarias, en DC y en

AC para comprobar su

funcionamiento.

Post-Laboratorio:

Comparar los resultados

prácticos con los

obtenidos mediante

cálculos y simulaciones.

Analizar y concluir.

10V

Vcc

10uF

Vi

Q1

2.2kohm

Rc

750ohm

Re

13kohm

R2

51kohm

R1

Q2

2.2kohm

Rc

750ohm

Re

Dz

Rs

Vo

10V

Vcc

10uF

Vi

Q1

2.2kohm

Rc

750ohm

Re

13kohm

R2

51kohm

R1

Q2

2.2kohm

Rc

750ohm

Re

Qa

Ra

Qb

Rb

10kohm

Rx10kohm

Ry

10V

Vcc

Vo

2mA

12V

Vcc

56KΩ

13KΩ

12V

Vcc

56KΩ

13KΩ

12V

Vcc