RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA DE UN AMPLIFICADOR DE UNA SOLA ETAPA I.OBJETIVOS Estudiar el comportamiento en altas frecuencias de un amplificador de audio. II. INFORME PREVIO 1.Definirrbb , rbe, rbc, rce, cbe, cbc,gm,f,ft. rbb:La resistencia distribuida de la base, se relaciona con el parmetroh, hie, que es la resistencia con la salida en corto. En el momento hibrido , esta se denomina a menudo como r si se aplica un corto circuito entre el emisor y colector, se obtiene: rbe: La resistencia de entrada (r en el modelo hibrido) se aproxima por medio de la razn: rbc: Resistencia de retroalimentacin, rce ; resistencia de salida del transistor. cbe y cbc; son las capacitancias parasitas del transistor. cbc es la capacitancia de la union colector-base a pesar de que es una capacitancia variable, suele considerarse constante en una regin de operacin particular del transistor. La capacitancia cbe, la cual es capacitor base- emisor. El valor de este capacitor aparece en las hojas de datos como Cib. Esta capacitancia es la suma de la capacitancia de difusin del emisor y la capacitancia de la union del emisor. Debido a que el primer capacitor es el mas grande de los dos, cbe es aproximadamente iguala la capacitancia de difusion (conocida tambin como capacitancia de carga de la base). f y ft : son frecuancias caractersticas, f B es la frecuencia para cuando el factor de ganancia del transistor empieza a variar. Ftes la frecuencia mxima de operacin del transitor se da cuando la ganancia es igual a cero. 2.En el circuito del experimento, de acuerdo al modelo del transistor en altas frecuencias, encontrar una expresin para fb/ft. 12k 56k 1. 5k 0. 68k C322FC422FC1100F 10k R 41k V112 V XFG1 Modelo Hibrido Del circuito mostrado Frecuencia de corte: rb brb erceCb eCb cg mVb eCalculo de ft: (frecuencia mxima de operacin del transistor) Por tanto: Pero hfe2>>1 De esta ecuacin y tambin de: Tenemos: 3.Considerandoquecbc , cbe rbe=VThfe/IEQ, encontrar el punto de corte superior aproximado en nuestro circuito. Consideremos un B=100, RB=56k//12k, Ri=1k, RL=10K. La corriente de polarizacin del transistor IQ=1.99m A. e mBm Rin RBe RiRin RLRCeB f RiRincc 4.En altas frecuencias Cul de las configuraciones de transistor ser ms conveniente? por qu? La configuracin hibrida , es la ms conveniente para altas frecuencias ya que cuenta con los parmetros que salen a relucir para altas frecuencias como las capacitancias parasitas. rb brb erceCb eCb cg mVb e12k 56k 1. 5k 0. 68k C322FC422FC1100F 10k R 41k V112 V XFG1 III. MATERIAL Y EQUIPO: 1.1 transistor 2N2222 2.Resistores (1/4 W): 56k, 12k, 10k, 1.5k, 0.68k, 1k 3.Condensadores: 2(22uf), 100uf 4.1 Multimetro digital5.1 Generador de seales 6.Osciloscopio 7.Fuente DC IV. PROCEDIMIENTO: 1.Implementamos el siguiente circuito. 2.Sin aplicar la seal a medir: Vce= 7.77ICQ= 1.99m A 3.Encontrar la mxima seal de salida sin distorsin. Aqu ajustamos la seal de entrada mxima con la condicin de que la seal de salida no se distorsione. La seal sin distorsin en la salida, nos arrojo el siguiente valor en la entrada: Vi(pp)= (5m)(2.5)=12.5mv Vi(p)=6.25mv Para la cual nos dio un voltaje en la salida de: Vo= 0.75v Todos estos resultamos los tenemos para un frecuencia media de 1kHz. En la grafica se muestra la mxima seal de salida sin distorsin con una frecuencia de 1KHz, para dicha seal de salida tendremos una seal de entrada que ser constante en todo el procedimientoes por eso que la cada de la ganancia en su 0.707 de su valor solo depende de la seal de salida es por eso que de manera directa solo se multiplica Vo por 0.707 para saber a que salida tenemos la frecuencia de corte superior. Ao= (0.75)/(6.25m)=120 4.Llenar la siguiente tabla. Note que el punto de corte superior se encuentra a una frecuencia en que Vo es 0.707 de su valor. Ahora encontraremos la frecuencia de corte, variaremos la frecuencia y pondremos atencin a la seal de salida ya que cuando esta sea (0.75)(0.707)v=0.53025v, a cierta frecuencia esta ser la frecuencia de corte superior. Para una frecuencia de 700KHz tenemos una seal de salida de: (2.65)(200m)v=0.53v F(Hz)8001k100k200k300K700K900K1.5M2.5M3.5M5M7M10M Vo(V)0.760.760.750.70.70.530.460.30.20.150.10.060.04 Vo/Vi (d B) 41.641.641.540.940.938.537.333.630.127.62419.616.1 Observamos en el cuadro y en las graficas que despus de la frecuencia de corte superior hay una cada en la ganancia, y conforme se incrementa la frecuencia la ganancia tiende a cero. Para las frecuencias antes de la frecuencia de corte superior la ganancia es casi constante hasta llegar a un punto de corte inferior, esto se estudio en la experiencia anterior. V. Cuestionario final 1. Grafique en el papel semilogaritmico (segn la tabla) la ganancia de voltaje (expresada en d B) vs frecuencia. 2. Comentario del grafico. En el grafico tenemos a ciertas frecuencias medias una ganancia casi constante, pero cuando llegamos a cierta frecuencia tenemos una cada de ganancia en un 0.707 de su valor, a esta frecuencia donde se produce este efecto de cada se le llama frecuencia de corte superior, que es la que ocasionan las capacidades parasitas del transistor, anlogo al corte de baja frecuencia que son producidas por los capacitores de acoplo y desacoplo. Des pues de esta cada de ganancia observamos una brusca cada de ganancia conforme aumentamos la frecuencia a partir de la frecuencia de corte superior. A altas frecuencias tambin existe una alteracin del factor de amplificacin (), puesto que hay frecuencias que estn en funcin de la polarizacin del transistor, y la correcta polarizacin del transistor nos da un preciso valor del factor de polarizacin. 3. De acuerdo a su grafico encontrar fh. En el grafico el punto de corte superior se da aproximadamente para 700KHz. 4. Qu conclusiones obtuvo del experimento? yAaltas frecuencias aparecen las capacidades parasitas del transistor cbe, cbc, cce. yLa mejor manera de poder realizar el anlisis en alta frecuencia es utilizando el modelo de parmetro hibrido (), puesto que aparecen los parmetros deseados. yCuando la salida del amplificador cae en0.707 de su valor en frecuencias medias, observamos que se da a cierta frecuencia y en ese momento ocurre la cada del ancho de banda hasta un valor casi nulo. VII. BIBLIOGRAFIA Teora de circuitos R.Boylestad Circuitos electrnicos Ghausi Electrnica bsica, separata 2Raga( UNI-FIEE)+ Diseo electrnico Savat