UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

FACULTAD DE INGENIERAS

CARRERA DE INGENIERA ELECTRNICA

NOMBRE: Ral Cajas

CICLO: marzo julio 2007AO: SEGUNDOFECHA: mayo 2 del 2007UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

LABORATORIO DE ELECTRNICAANALGICA IIPRCTICA No.-9TEMA: AMPLIFICADOR CON TRANSISTOR DARLINGTON.

2. OBJETIVOS:

1. Disear, calcular y comprobar el funcionamiento del amplificador con conexin Darlington:SUSTENTO TERICO:AMPLIFICADORES CON TRANSISTORES EN CONEXIN DARLINGTON:

polarizado correctamente el transistor (en DC!), hay que introducir la seal de alterna (en AC).

En la entrada se conecta el generador de AC y en serie un condensador.

Este condensador bloquea la continua:

Recordar:

En alterna: C corto (depende de la frecuencia), fuente DC: VDC = 0

En continua: C abierto, el generador AC no esta conectada con el circuito.Funcionar en clase A significa que el punto de operacin del BJT esta en el punto medio de la recta de carga VCB IC .

El condensador C bloquea el paso de la corriente continua y deja pasar la corriente alterna (si su capacidad es suficientemente elevada).

As la corriente continua solo circula por el BJT y las resistencias, mientras que la alterna (generada por la fuente de alterna) circula por todo el circuito.

El circuito de continua para el diseo de la red de polarizacion y el de alterna para calcular Ze , Zs , y A.

Caractersticas

Es equivalente a un BJT con altsimo valor de Aplicaciones: para conseguir altas impedancias de entrada y amplificacin en corriente.

Hay dos configuraciones tpicas: la configuracin normal y la configuracin complementaria.

El resultado es un BJT equivalente con una .

Diseo:

Ecuaciones:

Si estamos en clase ,

Impedancia de entrada:

Importante: Se calcula con el circuito de alterna!

La impedancia total de entrada es el paralelo de RB y la impedancia de ((la base hacia dentro)) (ZB):

La impedancia total ((vista desde la entrada)) del amplificador es:

Esta impedancia es siempre mucho mayor que la del amplificador en configuracin de base comn.

Impedancia de salida:

Es aproximadamente la misma que para el amplificador en base comn:

Zsal = RL.Ganancia:

Recordar: Este parmetro tambin se calcula con el modelo de alterna!

Se observa que:

As, resulta la siguiente expresin para la ganancia del amplificador:

Esta ganancia es la misma que la del amplificador en base comn.

Importante: Solo cambia el signo que significa que hay una diferencia de fase de 180 entre la seal alterna de entrada y la de salida.

Ganancia en valor absoluto:

INSTRUMENTACION Y MATERIAL NECESARIO:a) Multmetros digitalesb) Banco de trabajoc) Resistencias de diferente valor ohmicod) 2 transistores BJT 2N3904e) Proto-boardf) Capacitores de diferente valorPROCEDIMIENTO:1.- Para este tipo de amplificador usamos el siguiente esquema:

Para los valores de los elementos de los cuales se compone combinamos clculos tanto en esttica como en dinmica de la siguiente forma:

Para este tipo de polarizacion tenemos:

Clculos:

Para los datos en dinmica realizamos el siguiente esquema:

Este esquema lo analizamos considerando que se puede hacer la reduccin a un solo transistor donde cada uno de los componentes hbridos representa en si componentes de dos transistores en conjunto

Mxima Dinmica

Como podemos observar los valores son muy aproximados a los impuestos:

Como vemos el voltaje de salida es demasiado alto como para que este amplificador no se encuentre en saturacin, por lo tanto:

Para graficar las rectas de carga y puntos de trabajo:

Para la comprobacin de los circuitos hemos probado los mismos en el laboratorio obteniendo los siguientes resultados:

Esttica:

Valores calculadosValores medidos

Vcc15v15.03v

Veq7.5v7.61v

Vce17.5v7.58v

Vce27.5v7.55v

Vbe10.7v0.710v

Vbe20.7v0.705v

Vre1.5v1.45v

Ic497mA0.48A

Ib15.17uA0.01mA

Ie497mA0.48A

Recalculo:

Modelos hbridos:

Dinmica:

Frec.100Hz500Hz800Hz1kHz5kHz8kHz10kHz20kHz

esp93.94mv93.94mv93.94mv93.94mv93.94mv93.94mv93.94mv93.94mv

vip46.97mv46.97mv46.97mv46.97mv46.97mv46.97mv46.97mv46.97mv

vsp0.4v1.86v2.62v2.92v4.105v4.13v4.16v4.17v

Av8.5339.6555.7662.2487.4688.0688.6688.95

-95.19 -116.11 -128.51 -134 -169.1 -173.74 -175.21 -179.58

Avdb18.6231.9134.935.8838.8238.938.9538.98

Los grficos son los siguientes:

Rectas de carga y PDTs

Formas de Onda

Alfa

Fase

Alfa en decibeles

SIMULACIONES:Para el Amplificador con conexin Darlington tenemos:

En esttica:

En dinmica:

A frecuencia de corte:

A mxima amplificacin:

Diagramas de bode:

ANLISIS DE DATOS:

Al realizar una comparacin entre los valores calculados medidos y simulados nos damos cuenta de lo siguiente:

En Esttica:

CalculadoMedidoSimulado

Vcc15v15.02v15v

Vce7.5v7.57v10.2v

Vre1.5v1.45v1.452v

Ic497mA480mA510mA

Ib15.17uA14.98uA15.51uA

Ie497mA480mA511mA

Como se puede observar nos damos cuenta de que entre los valores calculados y medidos existe una gran aproximacin de nuevo no as en los datos simulados que varan con una diferencia que puede considerarse como regular simplemente por considerar demasiados elementos como ideales, lo cual no ocurre en las practicas ni en los clculos ya que estamos queriendo asemejarnos al funcionamiento real y no pasar por alto consideraciones que deben hacerse para este fin. Dichas consideraciones adicionales nos dan la variacin observada.En Dinmica:

En lo que respecta a las ganancias podemos observar que se alcanza la mxima amplificacin en frecuencias altas sin distorsin de la seal hasta un limite que comienza en aproximadamente 50kHz y de hay baja de la misma forma en la que subi la ganancia. Lo sucedido en las mediciones es la poca frecuencia que brindan algunas generadores del laboratorio adems debemos sumar su calidad lo que en conjunto es un factor importantsimo para no poder alcanzar una grafica optima. Ahora vemos que la frecuencia de corte se esta aproximando a donde debe estar. Adems el alfa esta entre valores aproximados de 0 a 90 con una grafica anloga al funcionamiento de un filtro pasa banda segn lo que se puede observar en las graficas tanto medidas como simuladas

Lo que podemos observar en este amplificador en lo que respecta a fase es que se esta comportando como algn tipo de filtro caracterizado por que su valor variara entre 0 hasta -300 aproximadamente donde en alguna frecuencia caracterizada por los 10MHz tiene un comportamiento ascendente que es pequeo en relacin a su total que podemos observar fcilmente en la simulacin no as en las mediciones por las razones explicadas anteriormente. En los valores medidos se observa que el ngulo se mantiene en valores negativos desde 0 hacia abajo segn la frecuencia que estemos ingresando, lo que no suceda en filtros. Observamos adems que la frecuencia de corte esta en su punto ideal en las simulaciones pero mas claramente se puede observar en las mediciones su precisin en el punto de corte.

En lo que respecta al alfa en db podemos observar de nuevo la falta de frecuencias demasiado altas en las mediciones lo que facilitara la visualizacin de la grafica correspondiente precisa pero considerando las frecuencias a la que se presenta este funcionamiento podemos asumir como una gran aproximacin. Observamos adems que segn la simulacin este circuito amplificador se comporta como un filtro con la particularidad de que va de valores bastante negativos en bajas frecuencias llegando a valores positivos que estn reflejados en todos los puntos que hemos escogido siendo en esta zona su funcionamiento a las frecuencias impuestas.Es decir entre los valores medidos, calculados y simulados hay pequeas variaciones justamente por las aproximaciones asumidas.OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:Durante esta prctica se hizo las siguientes observaciones:

Los transistores son muy tiles para controlar equipos electrnicos que lo requieran por la facilidad de uso y compra que presenta.

Observamos que los valores calculados con los medidos varan muy poco. Sin embargo debemos tener mucho cuidado con no exceder los datos mximos del transistor para su normal funcionamiento.

Las conclusiones a las que hemos llegado son:

El amplificador con conexin Darlington tiene un solo fin y es el aumentar la ganancia de un amplificador normal en cualquier tipo de conexin con lo que conseguimos mayor empleo en sistemas electrnicos.OBSERVATIONS AND CONCLUSIONS:

During this practice we became to the following observations:

The transistors are very useful to control electronic equipment that require it by the comfort of its use and purchase that presents.

We observed that the values calculated with the measured ones vary very little. However we must have much taken care of with not exceeding the maximum data the transistor for its normal operationThe conclusions at which we have arrived are:

Its very important to polarize the transistor that we are going to use so that the same one works. Also we must have much care with the characteristics mentioned in the data sheet of each type of transistor. The amplifier with connection Darlington has a single aim and is to increase the gain of a normal amplifier in any type of connection with which we obtained greater employment in electronic systems.ANEXOS Y REVISIONES:BIBLIOGRAFIA:Jos Ramrez Vzquez, Medidas Elctricas, Enciclopedia de CEAC

http://www.lecroy.com/Applications/ProbesProbing/default.asphttp://www.hameg.es/osc/oscwebdiee.cem.itesm.mx

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