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FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA

EAP. ELECTRONICA

CURSO: CIRCUITOS ELECTRONICOS I PROFESOR: Alfredo Medina

ALUMNO: Apaza Martinez Joab Max Alonso

CICLO : 2013-II CODIGO: 12190081

Ciudad Universitaria, 2013

UNIVERSIDAD NACIONALMAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

Laboratorio Circuitos Electrónicos

INFORME FINAL AMPLIFICADOR ·3 ETAPASBREVE MARCO TEORICO BASICO

En señal lo que debemos recordar es:

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MODELO DEL BJT EN EMISOR COMUN:

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EVALUACION:

Según la figura desarrolle lo pedido.

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1) Analisis teorico de polarización del BJT, FET y MOSFET.2) Implantar el sistema amplificador de 3 etapas.3) Medir con el osciloscopio todas las señales.4) Medir con el voltimetro V BE ,V CE ,V GS ,V DSel JFET , MOSFET y BJT.5) Medir las ganancias de cada etapa y la ganacia total.

SOLUCION:1. Análisis teórico de polarización del BJT, FET y MOSFET.

Dividimos nuestro circuito en 3 etapas según la figura:

En estas etapas se va a analizar los valores de las resistencias para que nuestro circuito funciones como amplificador, posteriormente se reacomodara el circuito con los valores comerciales de resistencia para poder implementarlo en el laboratorio.La ganancia será calculada independientemente cuando se reemplace el equivalente en alterna de todo el conjunto de etapas.

1.1. Polarización de la primera etapa MOSFET.

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V u=3 v

El circuito de la derecha es el equivalente simplificado por Thevenin donde:

R¿=R1R2R1+R2

V ¿=R2V cc

R1+R2

El mosfet IRFZ44 es de enriquecimiento por que que debemos garantizar que V gs>V u

En el datasheet tenemos que 2<V u<4

Considerando para R1=1MΩ y R2=500kΩ

R¿=333.33kΩ V ¿=5.33v

ID=k ¿Donde k=0.85En el circuito de entrada:

V ¿=V GS+ ID RS

5.33=V GS+ ID RS 5.33−V GS=ID RS

Para que el valor de RS sea positivo ya que ID es positivo, entonces:V GS>5.33o5 v

Entonces V u=3<V GS<5

Por lo que asumimos que V GS=4vEn la ecuación anterior:

ID=k ¿ID=0.85¿ ; usamos elV u para obtener Id maximo

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ID=3.4mA Entonces en:V ¿=V GS+ ID RS Se tiene que:

RS=V ¿−V GS

ID=5.5−4

3=500

Usando un valor comercial:RS=540

En el circuito de Salida:V CC=V DS+ I D¿

V CC=V CC

2+ I D¿

16=8+3.4¿ RD+¿0.54=¿ ¿ 2.35

RD=1.7 k

Con lo que nuestro circuito quedaría:

1.2. Polarización de la 2da etapa JFET

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Según el datasheet del 2N3819:IDSS=6mA V p=−5v


R¿=R1R2R1+R2

V ¿=R2V cc

R1+R2

Para considerar que el circuito está correctamente polarizado consideramos:

ID=I DSS

2

V DS=V CC

2V GS=0.3V P

En el circuito de entrada:V ¿=V GS+ ID RS2

Usando los valores de polarización:

V ¿=0.3V P+IDSS2

RS2

V ¿=0.3(−6)+6mA2

RS2

V ¿=−1.8+3mA RS2 …………………………………………………………….……… (3)

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En el circuito de Salida:V CC=V DS+ I D¿


V CC=V CC

2+IDSS2

¿

V CC

2=I DSS

2¿

162

=6mA2

¿

¿ ………………………………………………………………………. (4)

Considerando para R1=1MΩ y R2=50kΩ

R¿=47.61kΩ V ¿=0.76 v

Usando estos valores en ( 3)

0.76=−1.8+3mA RS →RS=753Ω

Usando esto en (4)

¿

→RD=1840Ω

Entonces la segunda etapa del circuito quedaría:

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1.3. Polarización del BJT

Según el datasheet del 2N3819:β=200


Rbb=R5 R6R5+R6

V ¿=R6V cc

R5+R6

Para considerar que el circuito está correctamente polarizado consideramos:

V CE=V CC

2

IC=V CC

2(R¿¿C+RE)¿

En el circuito de entrada:V BB=V BE+ IB RBB+ I E RE


V BB=0.7+ IB RBB+(β+1)IB RE

V BB=0.7+ IB RBB+(201)IB RE

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V BB=IB (RBB+201 RE )+0.7 …………………………………………………….……… (5)

En el circuito de Salida:V CC=V CE+ I ERE+ IC RC

Usando los valores de polarización

V CC=V CC

2+ I ERE+ ICRC

V CC

2=IE(R ¿¿E+α RC)¿

…………………………………………………………………………. (6) Asignando valores a la resistencia y el voltaje de Thevenin:Considerando para R5=500 kΩ y R6=100kΩ

Rbb=83.33kΩ V bb=2.66 v

Ademas IC=V CC

2(R¿¿C+RE)¿

→IC=16

2(R¿¿C+RE)¿

→IB=8

200(R ¿¿C+RE)¿………………………………………………………………………………… (7)

De (5), (6) y (7) se obtiene:IB=10uA RE=560Ω RC=3440Ω

Con lo que el circuito resulta:

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2. El sistema amplificador de 3 etapas según los valores obtenidos

Reemplazando los valores de resistencia por valores comerciales según la tabla en el apéndice:

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Reemplazando por su modelo en alterna:

Donde:

R¿ 1=500k

gm1=2k (V gs−V u )=2x 0.3 (3.57−3 )=0.171

rd 1=17

RD1=1.7k

R¿ 2=47.61k

gm2=1.42I DSS

|V p|=1.42 6mA

5=0.0017

rd 2=20k

RD2=1.8k

Rbb=83.33k

hie=h fe

V T

IC=200x 25mV

2mA=2.5k

RC=3.3k

RL=10k

La ganancia de la primera etapa:

∆V 1=V 01

V i

V i=V s

V 01=−gmV i(rd 1/¿RD 1/¿R¿2)

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∆V 1=−gmV i(rd1/¿RD 1/¿R¿2)

V i

∆V 1=−gm(rd 1/¿RD1/¿R¿ 2)

∆V 1=−0.171(17 /¿1.7 k /¿47.61)

∆V 1=−2.81

En la simulación:

La ganancia es 155/60=-2.58

En el laboratorio:

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La ganancia de la segunda etapa:

∆V 2=V 02

V o1

V 02=−gm2V 01(rd 2/¿RD 2/¿ Rbb)

∆V 2=−gm2V 01(rd1/¿RD 1/¿ R¿ 2)

V 01

∆V 2=−gm2(rd 2/¿RD 2/¿Rbb)

∆V 2=−0.0017(20k /¿1.8k /¿83.33k )

∆V 2=−3.01

La ganancia en la tercera etapa:

∆V 3=V L

V o2

V 02=I bhie

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V L=−β I b(RC /¿RL)

∆V 3=−β I b(RC /¿RL)

I bhie

∆V 3=−(RC /¿RL)

hie

∆V 3=−(3.3k /¿10k )

2.5k

∆V 3=4.13

CONCLUSIONES:

Un amplificador de varias etapas son importantes pues se puede amplificar un ruido o una señal de onda.

Las ganancias obtenidas en cada etapa se transfieren consecutivamente a cada una de ellas.

La ganancia del transistor BJT es mayor que la del JFET y la del MOSFET.

El JFET tiene alta impedancia de entrada, presenta bajo nivel de ruido, mayor estabilidad térmica.

La configuración emisor común y surtidor común desfasa la señal de onda de entrada.

Nosotros podemos diseñar un amplificador de varias etapas teniendo en cuenta los parámetros de cuál es la forma de polarizar el transistor para obtener una mayor amplificación.

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Para hacer trabajar al MOSFET, BJT, JFET en su punto medio de la recta usamos el datasheet y también asignando valores a algunas resistencias.

APENDICE:

Datasheet 2n3904

Datasheet IRFZ44

Datasheet 2n3819

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