SOL_LAB_5_ETN 503

SOLUCION DEL LABORATORIO 5 ETN 503 ELECTRONICA BASICA I

AMPLIFICADORES DE POTENCIA

1. AMPLIFICADOR CLASE A ACOPLADO POR BOBINA. Disear un amplificador de potencia clase A acoplado por bobina cuya potencia de salida sea 0.5 [W].

+V

R2

L1 Cc

Cb VI -1/1V RL 1kHz R1 Re Ce

SOLUCION: Datos PL = 0.5W Ai = -15 Av = -20 ZIN = 5 [K ] a) Polarizar el circuito de la figura, calcular las resistencias y normalizar estas para implementar el circuito en laboratorio.

I CQ VCEQ

VCC RL VCC

12 1.2 A 10 12

Anlisis en corriente continua:

RBB Q1 BC548A + VBB 10V + VCC Re

Univ. Juan Jos Ortiz Copa

Doc. Ing. Roberto Oropeza Crespo



VCC

VCE

I C * Re 0.1 * 200 * 5 100 I C * Re 62.5 1.2 * 100 0.6 1.2 * 5 200 7.2V

Re 5 RBB 0.1 * * Re VBB R1 IC * RB VBE

RBB VBB 1 VCC RBB * VCC VBB

100 7.2 1 12 100 *

R2

12 1.2

1k

Anlisis en corriente alterna (circuito equivalente):V2 -1/1V RBB hie hfeIb RL

10kHz

Vo

vo icRL ic hfe * ib vo Av RL RL * hfe * ib RL * hfe * RBB Av * RBB 10 RL * hfe * vi RBB

por lo tanto el circuito polarizado ser:12V

C1 10uF V2 -1/1V

R2 125k

L1 1mH

C2 10uF

Q1 BC548A R1 13.88k RL 10 Re 5 C3 100uF

10kHz





b)

Calcular la potencia suministrada por la fuente.

PCC15.00 W

VCC * I CQ

12 * 1.2 14 .4W

A: rl[p]

10.00 W

5.000 W

0.000 W 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

c) Calcular la potencia disipada en el transistor.

PC

PCC

PL

VCC RL

2

Icm2 * RL 2

12 2 10

1.2 2 *10 2

7.2W

A: rl[p]

8.000 W

6.000 W

4.000 W

2.000 W

0.000 W 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

d) Calcular la mxima excursin del voltaje de salida.

vo

RL * hfe * ib

RL * hfe *

vi RBB

10 * 200 *

1 100

20V



SOLUCION DEL LABORATORIO 5 ETN 503 ELECTRONICA BASICA IA: rl_2 10.00 V


0.000 V

-10.00 V

-20.00 V

-30.00 V 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

e) Calcular el valor nominal de potencia requerido en el transistor.

PC m ax15.00 W

VCEQ * I CQ

12 * 1.2 14 .4W

A: rl[p]

10.00 W

5.000 W

0.000 W 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

f)

Determinar las lneas de carga para el amplificador.

iC A

2VCC RL

Recta de carga de c.c.; pendiente=-1/Re

2.4

I CQ

VCC RL

12 10

1 .2

QRecta de carga de c.a.; pendiente=-1/RL

VCEQUniv. Juan Jos Ortiz Copa

VCC

12

2VCC

24

vCE V




2. AMPLIFICADOR ACOPLADO POR TRANSFORMADOR. Disee un amplificador colector comn acoplado con transformador que maneje una carga de 10 [ ] con una ganancia de corriente de AI = 10, si VCC = 12 [V].+V

R2

Cb VI -1/1V R1

10:1RL

+ Vo -

1kHz

SOLUCION: a) Polarizar el circuito. Datos RL = 10 ; Ai = 10; Vcc =12. De forma previa se realiza un anlisis en corriente alterna, dado que se necesita clculos previos, sabiendo que la polarizacin se efecta en corriente continua. Anlisis en corriente Alterna:RBB 12.5k

Q1 BC548A Re 1k

0 ic * RL' vceEn funcin de variables totales:

( )

vCE iCRemplazando en ( )

VCE IC ic

v ce

(iCPara la mxima excursin simtrica

I C ) * RL' (v CE

VCE )

0





iC

2 I CQ

para v CE 0Reemplazando:

(2 I C I CQ I CO RL' RL

I C ) * RL' VCE VCE 12 RL' 1k 12mA N1 N22

0

12mA

RL' 10 2 * 10 1k

Anlisis en corriente continua:R1 12.5k + V1 1.2

Q1 BC548A

+ V2 12

VCE

VCC

12V

V BB

I B * R BB V BE0.1*VCC

Si: V BB

R BB

V BB V BE IC /

(1.2 0.6) * 250 12 *10 3

12 .5k

R2 R1

R BB * 1 R BB

VCC V BB 1 R2

12.5k *1

12 1.2

125k 1 125k1

1 12.5k

13.88k

por lo tanto el circuito polarizado ser:



SOLUCION DEL LABORATORIO 5 ETN 503 ELECTRONICA BASICA I12V


C1 100uF V2 -1/1V

R2 125k Q1 BC548A R1 13.88k 1TO10a A R3 10

10kHz

b) Determine la potencia nominal del transistor.

PC

VCC RL '

2

12 2 1k

144 mW

A: r3[p]

150.0mW

100.0mW

50.00mW

0.000mW 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

c) Determine la potencia disipada en la carga.

PL

I Lm * RL ' 2

2

(12 m) 2 *1k 2

75 mW

A: r3[p]

100.0mW 80.00mW 60.00mW 40.00mW 20.00mW 0.000mW 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

d) Calcular la potencia entregada por la fuente.





PCC150.0mW

VCC * I CQ

12 *12 m 144 mW

A: r3[p]

100.0mW

50.00mW

0.000mW 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

e) Calcular la eficiencia del circuito.

n%

PL PCC

0.72 mW *100 % 144 mW

50 %

3. AMPLIFICADOR PUSH PULL. Explique detalladamente el funcionamiento de un amplificador de potencia en la configuracin PUSH PULL, disee el amplificador de la figuraQ1 NPN

1:1 Vi

R1 R2

2:1RL 10

+ Vo -

Cb

Q2 NPN

Una vez realizada la polarizacin del circuito, encontrados los puntos de operacin esttica DC y dinmica AC y calculados los resistores de polarizacin, estas deben estar normalizadas.. SOLUCION: Anlisis en corriente continua:


+


SOLUCION DEL LABORATORIO 5 ETN 503 ELECTRONICA BASICA IR1 Q1 BC548A + VCC + VCC R2


VBB

I B * RBBVCC

VBE12

VCEQ

VBB

0.1 * VCC

1.2

R BB

V BB V BE IC

1.2 0.6 300 m 200

400

Icm

I CQ

VCC RL'

12 40

300mA

R1

RBB VBB 1 VCC RBB * VCC VBB

400 1.2 1 12 400 *

363.3

R2Por lo tanto el circuito polarizado ser

12 1.2

4k

Q1 BC548A 4K V1 -1/1V T1 1to1CTa 363 1kHz 10uF 12V 10 T2 2to1CTa

Q2 BC548A

a) Calcular la potencia suministrada por la fuente de alimentacin.

PCC

2 * VCC * Icm

2 *12 * 0.3 3.14

2.29W


+


SOLUCION DEL LABORATORIO 5 ETN 503 ELECTRONICA BASICA IA: r3[p] 3.000 W 2.500 W 2.000 W 1.500 W 1.000 W 0.500 W 0.000us


100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

b) Determinar la potencia transferida a la carga.

PL

Icm 2 * RL ' 2

(0.3) 2 * 40 2

1.8W

A: r3[p]

2.000 W

1.500 W

1.000 W

0.500 W

0.000 W 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

c) Obtener la potencia disipada en el colector.

PC max

VCC 2 RL '

2

0.1*

12 2 40

0.36W

A: r3[p]

400.0mW

300.0mW

200.0mW

100.00mW

0.000mW 0.000us

100.0us

200.0us

300.0us

400.0us

500.0us

d) Calcular el rendimiento de la operacin.





n%

PL PCC

1.8W * 100 % 2.29W

78 .60 %

e) Halla el factor de calidad de utilizacin del transistor.

FC

PC m ax PL m ax

0.36W 1.8W

0.2

4. AMPLIFICADOR DE SIMETRA COMPLEMENTARIA. Explique detalladamente el funcionamiento de un amplificador de potencia en al configuracin simetra complementaria de la figura.+V R10

25uF R11 R8 0.22uF

R1

R2

B=25 B=1500.1uF R3

25uF

B=100 B=25R9 R7 R6 10uF R4

1000uF SPK1 8

Disear el circuito de la figura anterior para obtener una potencia de salida mayor o igual a 1 [W]., esta potencia debe desarrollarse sobre una carga de 8 [ ], puede ser un parlante pequeo.



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