Experimento

Finalmente, se Wp next pase btuvieron los distint OF9 estos, se obtuvo que dg obtuvo la mayor gan ia. que al quitar el capac menor ganancia. Esta ara cada caso. De a fue cuando se mbién se obtuvo ando se obtuvo la PALABRAS CLAVE: Amplificador operacional, transistor BJT, capacitor de acople. 1 INTRODUCCIÓN El estudio fue realizado para un transistor BJT con la finalidad de corroborar su funcionamiento como amplificador para una señal senoidal.

Como parte del estudio en cuestión, a la señal senoidal se varió la amplitud, frecuencia y capacitores de desacople, con el fin de establecer las diferencias existentes entre cada uno de stos casos. El transistor es un dispositivo electrónico que entre sus rectificador, entre otras. Por lo general, este dispositivo es posible encontrarlo en aparatos electrónicos de uso diario. Como es sabido, la polarización de un transistor se lleva a cabo estrictamente en voltaje CD.

Al utilizar un transistor BJT como amplificador, se requiere de una fuente CD que polarice el transistor y con esto establecer un punto de operación Este punto debe contar con un intervalo, en el cual las variaciones de corriente y voltaje generados por la señal CA no sobrepasen dicho ntervalo. Como

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parte del estudio realizado para un transistor BJT, se realizó un dimensionado previo del amplificador a partir de componentes discretos con la intención de obtener una ganancia de 20.

Entre los componentes que se dispusieron son: resistencias varias, capacitores, transistor 2N2222, una fuente de tensión continua y una fuente de tensión alterna. Con esto se trata de amplificar cualquier voltaje a una determinada ganancia definida con anterioridad (ganancia determinada por el instructivo del experimento). Finalmente, el propósito del estudio es comprender el omportamiento del transistor usado como amplificador, y estar en la capacidad de manejar este tipo de circuito construido a partir de componentes discretos. 2 RESULTADOS 2. DATOS TEÓRICOS Para el dimensionado del circuito amplificador se realizaron los siguientes cálculos. Se utilizaron las Ec. (1), (2), (3) y (4). 2. 1. 1. Ajuste CD Figura 1. Circuito amplificador. para esto se consideró: Punto de operación del transistor: (7) por lo tanto, si = 10 V entonces 5 V; 1 V; y 4 V. Ahora, según la información de la hoja del fabricante del transistor la corriente que pasa por el emisor se escogió 10 mA. Por ley de Ohm, los valores de las resistencias son: y Ahora se tiene que el paralelo de y debe ser menor a 0. 01.

Si se usa un los cálculos para y son los siguientes: (10) De este modo, = 1. 7 Vy = 8. 3 V. Por lo tanto, SI , . 2. 1. 2. Ajuste AC Para el ajuste de corriente alterna, se parte de la siguiente ecuación Ec. (11) y Ec. (12). (11) (12) Al fijar una frecuencia de 1 terminaron los siguientes 3 valores: MEDICIONES PARA EL AJUSTE CD Luego, se realizaron mediciones para el ajuste CD con la finalidad que los valores experimentales no difirieran con los calculados previamente. De este modo poder hacer los ajustes necesarios a los valores de las resistencias y que estos sean los más próximos a los calculados.

En la Tabla 3 se presentan las mediciones de las tensiones de los distintos componentes para el ajuste CD. Tabla 3. Mediciones de voltaje para ajuste CD. Componente Valor teórico Valor experimental % diferencia 8. 25 8. 14 1. 33% 1. 75 1. 73 1. 14% 0. 70 0. 68 2. 85% 1. 00 1. 03 3. 00% 4. 00 4. 41 10. 25% 5. 00 4. 38 Figura 5 Señal de tensión CA en V-RE Figura 6 Señal de tensión CC en V-RE Para este caso, debido al capacitor de desacople toda la señal es alterna. En la Fig. se observa la señal de tensión salida Figura 7 Señal de tensión en V-L Como parte del estudio se graficó la tensión de salida yla tensión de la resistencia del emisor pero con la diferencia que se retiro el capacitor de desacople, que se encuentra en paralelo con la resistencia de emisor . En la Fig. 8, Fig. 9 y Fig. 10 se observa las señales de tensión de salida, la parte de señal de tensión alterna y la parte de señal de tensión directa, respectivamente. Figura 8 Señal de tensión sin capacitor de acople en V-L Figura 9 Señal de tensión CA sin capacitor de acople en V-E

Figura 10 Señal de tensión CC sin capacitor de acople en V-E Luego, se incrementó la tensión de salida para observar los efectos que ocurren en el circuito. En la Fig. 11 y Fig. 12 se observan los efectos producidos por el cambio en la tensión de salida. Figura 11 Señal de tensión V-L con 200 mV de entrada Figura 12 Señal de tensión V-2 con 200 mV de entrada Finalmente, se disminuyó la frecuencia a 100 Hz para poder realizar una comparación y analizar, los distintos efectos que producen ciertos cambios al circuito de la Fig. 1. En la Fig. 13 y Fig. 14 se observan los efectos

I disminuir la frecuencia 5 del circuito. Hz 2. 5 OBTENCION DE LA GANANCIA DEL CIRCUITO Al terminar el experimento se obtuvieron las correspondientes ganancias de voltaje. En la Tabla 4 se observa los distintos valores de ganancia para el circuito de la Fig. 1 Tabla 4. Circuito Voltaje de entrada (mV) Voltaje de salida (mV) Ganancia Original 80 160 2 Sin capacitor de desacople 24 0. 3 Aumentando la tensión de salida 200 380 1. 9 Disminuyendo la frecuencia 600 7. 5 3 ANÁLISIS DE RESULTADOS Al analizar la Tabla 3, se observa que hay dos componentes que superan un 5% de diferencia entre los valores teóricos y xperimentales.

Al momento de realizar el experimento se debió hacer los ajustes necesario imar estos porcentajes a un error menor del 5%. Sin cho ajuste no se realizó corriente alterna. Los capacitores son idealmente como un corto ante la señal de voltaje directo. El voltaje de salida se encuentra desfasado respecto al de entrada en 1800 Esto es debido a que el transistor siempre produce una inversión de fase entre el voltaje en la base y el colector. Durante el dimensionado se selecciono un punto de operación para el transistor.

Sin embargo, debido a la variación producida or la tensión alterna, también se genera una oscilación alrededor del punto de operación. Cuando la tensión alterna aumenta hasta su valor pico positivo, el punto de operación, con el cual se han seleccionado los valores de resistencias y capacitores, es traslado a un punto superior. por otro lado, cuando la tensión alterna alcanza su pico negativo, el punto de trabajo es menor al punto de operación en ese instante [3]. En este sentido, si se aumenta la tensión de salida aumentaran las oscilaciones y cada vez más se alejan al punto de operación.

A este efecto se le conoce como distorsión. Esto no es deseable en los amplificadores pues modifican variante del circuito. Por ejemplo en la música, este efecto modifica el sonido de la voz y de la música. Para amplificar una señal esta debe ser alterno, ya que una señal continua no lleva ninguna información. Por otra parte el objetivo de la señal continua es el hecho de que la señal amplificada no sea distorsionada. También establece el punto de operación del amplificador y permite que la señal amplificada no sea distorsionada. La resistencia del emisor aumenta la estabilidad del amplificador.

Sin embargo está ultima resistencia del emisor aumenta la estabilidad del amplificador. Sin embargo está ultima resistencia es sensible a las variaciones de temperatura lo que ocasiona una disminución en la ganancia de corriente alterna, lo cual no es deseado. Por lo tanto, para evitar estas variaciones de temperatura se coloca el capacitor 3 en paralelo a la resistencia del emisor . Este funcionará como corto circuito para corriente alterna y un circuito abierto para la corriente continua. Además, su función es proporcionar una tierra para la señal de corriente alterna.

Cabe destacar que una variación en la base crea una gran variación de corriente en el colector, la corriente pasa por la resistencia del colector, haciendo que haya tensión continua. Finalmente la función del condensador de salida es permitir el paso de la señal alterna e impedir el paso de la corriente continua. Al analizar la Tabla 4 se observa que la mayor ganancia obtenida fue de 7. 5. Esta ganancia se obtuvo al disminuir la frecuencia. Se sabe que en los capacitores al variar la frecuencia, cambia su reactancia. De la Ec. (12) se concluye que la reactancia es nversamente proporcional a la frecuencia.