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GUÍA 1
TEMA: Amplificador con Transistores
Lugar de ejecución: Laboratorio de Fundamentos
Tiempo de ejecución: 3hrs.
Departamento: Electrónica
Año: 3º
Ciclo: II
Asignatura:
Electrónica Avanzada
I. Objetivos
 Familiarizarse con los bloques de circuitos en el tablero de circuitos
"Amplificadores de Potencia con Transistores"
 Describir la operación de un amplificador de potencia asimétrico
 Demostrar y describir la operación de un circuito separador de fase
transistorizado
 Demostrar la operación de un amplificador de potencia en contrafase típico
 Demostrar la operación de un amplificador de potencia complementario
 Demostrar la operación de un par Darlington típico
II. Introducción Teórica
Para que una señal sea amplificada tiene que ser una señal de corriente alterna, no tiene
sentido amplificar una señal de corriente continua porque ésta no lleva ninguna
información.
En un amplificador de transistores están involucradas los dos tipos de corrientes
(alterna y continua). La señal alterna es la señal a amplificar y la continua sirve para
establecer el punto de operación del amplificador. Este punto de operación permitirá
que la señal amplificada no sea distorsionada.
Hay dos casos extremos en un amplificador divisor de voltaje:
1) Cuando el transistor está en saturación (Ic max.), que significa que Vce es
prácticamente 0 voltios y....
2) Cuando el transistor está en corte (Ic = 0), que significa que Vce es prácticamente
igual a Vcc. Ver la figura.
Si se modifica R1 y/o R2 el punto de operación se modificará para arriba o para abajo en
la curva pudiendo haber distorsión
Si la señal de entrada (Vin) es muy grande, se recortarán los picos positivos y negativos
de la señal en la salida (Vout)
Capacitor de bloqueo (C1)
Este capacitor (condensador) se utiliza para bloquear la corriente continua que pudiera
venir de Vin y actúa como un circuito abierto para la corriente continua y un corto
circuito para la corriente alterna (la que se desea amplificar). Estos capacitores no se
comportan tan perfectamente en la realidad, pero se acercan bastante, pudiendo
suponerse como ideales.
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Capacitor de derivación (Ce)
El resistor Re aumenta la estabilidad de el amplificador, pero que tiene el gran
inconveniente que es muy sensible a las variaciones de temperatura (causará cambios en
la corriente de base, lo que causará variaciones en la corriente de emisor (recordar Ic = β
Ib)). Esto causará una disminución en la ganancia de corriente alterna, lo que no es
deseable.
Para resolver el problema se pone en paralelo con Re un capacitor que funcionará como
un corto circuito para la corriente alterna y un circuito abierto para corriente continua.
- El voltaje de salida estará dada por la siguiente fórmula:
Vout = Ic x Rc = β x Ib x Rc = hfe x Ib x Rc
- La ganancia de voltaje es:
ΔV - Vout / Vin = - Rc / Zin.
(el signo menos indica que Vout esta 180° fuera de fase con al entrada Vin)
- La ganancia de corriente es:
ΔI = (Vout x Zin) / (Vin x Rc) = ganancia de voltaje x Zin / Rc
- La ganancia de potencia es = ganancia de voltaje x ganancia de corriente =
ΔP = ΔV x ΔI
- Zin (impedancia de entrada) = R1 // R2 // hfe, que normalmente no es un valor alto
(contrario a lo deseado)
- Zo (impedancia de salida) = Rc
- La salida está 180° desfasada con respecto a la entrada (es invertida)
Notas:
- β = hfe son parámetros propios de cada transistor
- hfe = impedancia de entrada del transistor dada por el fabricante.
- // significa "en paralelo"
Aplicaciones de los amplificadores con transistores
Se ha encontrado que el amplificador EC posee ganancias de tensión y de corriente
significativas con altas impedancia de entrada y salida. La impedancia de entrada alta es
deseable, mientras que la impedancia de salida alta tiene algunos problemas. Nótese que
a mayor impedancia de salida, menor es la corriente que se puede extraer del
amplificador sin que haya una caída significativa en la tensión de salida. En ese se utiliza
más para amplificación de tensión. Puede proporcionar una exclusión grande en la
tensión de salida, que se convierte en la entrada de la siguiente etapa del sistema
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El amplificador ES (CC) proporciona ganancia de corriente alta con impedancia de salida
baja. Se puede utilizar como una especie de compuerta de potencia entre un EC y una
carga que demandante corriente. El CC es un amplificador de potencia y también una
etapa de acoplamiento de impedancia. Este amplificador se encuentra normalmente en
la etapa final de salida de un amplificador de señal, pues no sólo baja el valor de la
impedancia sino que proporciona la potencia necesaria para excitar la carga.
El amplificador BC tiene una impedancia de entrada baja y una impedancia de salida
relativamente alta. El BC se puede utilizar como amplificador de tensión. Este
amplificador es menos sensible a la frecuencia que los otros tipos de amplificador, y se
utiliza a menudo entre circuitos integrados para proporcionar una salida con intervalo
amplio de frecuencia.
Acoplamiento de amplificadores
Cuando un sistema está compuesto por más de una etapa de transistores, es necesario
conectar, o acoplar, los transistores entre sí. Existen muchas formas comunes de lograr
esta interpretación entre amplificadores. En las siguientes secciones se analizan los
acoplamientos directo, capacitivo, por transformador y óptico.
Acoplamiento directo
Dos amplificadores están acoplar es directamente si la salida del primer amplificador se
conecta en forma directa a la entrada del segundo sin utilizar capacitores. La salida en ca
de la primera etapa está superpuesta con el nivel de cd estático de la segunda etapa. El
nivel de cd de la salida de la etapa anterior se suma al nivel de cd de polarización de la
segunda etapa. Para compensar los cambios en los niveles de polarización, en
amplificador utiliza diferentes valores de fuentes de tensión de cd en lugar de una fuente
de Vcc sencilla.
El acoplamiento directo se puede utilizar de manera efectiva al acoplar en amplificador
EC a uno ES. El amplificador acoplado directamente tiene una buena respuesta en
frecuencias pues no existen elementos de almacenamiento en serie (es decir, sensibles a
la frecuencia) que afecten la señal de salida en baja frecuencia.
Acoplamiento capacitivo
Constituye la forma más simple y efectiva de desacoplar los efectos del nivel de cd de la
primera etapa amplificador, de aquellos de la segunda etapa. En capacitor separa el
componente de cd de la señal de ca. Por tanto, la etapa anterior no afecta la polarización
de la siguiente. Para asegurar que la señal no cambie de manera significativa por la
adición de un capacitor, es necesario que esté se comporte como cortocircuito para todas
las frecuencias a amplificar.
Acoplamiento por transformador
Se puede utilizar un transformador para acoplar dos etapas del amplificador. Este tipo
de acoplamiento se utiliza a menudo cuando se amplifican señales de alta frecuencia. Los
transformaciones son más costosos que los capacitores, aunque sus ventajas pueden
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justificar el costo adicional. A través de una elección adecuada de la razón de vueltas, se
puede utilizar un transformador para aumentar ya sea la ganancia de tensión o bien la de
corriente fondo. Por ejemplo, encina etapa de salida de el amplificador vez potencia, en
transformador se utiliza para aumentar la ganancia de corriente. Existen otros beneficios
asociados con el uso de un transformador. Por ejemplo, el transformador se puede
sintonizar para resonar de manera que se convierta en un filtro pasa-banda (filtro que
pasa las frecuencias deseadas y atenúa las frecuencias que quedan fuera de la banda
requerida).
Acoplamiento óptico
Muchas aplicaciones requieren el acoplamiento óptico de circuitos electrónicos. Estas
aplicaciones se pueden clasificar como sigue:
a) Dispositivos sensibles a la luz y emisores de luz.
b) Detectores y emisores discretos para sistemas de fibra óptica.
c) Módulos interruptor/ reflector que detectan objetos que modifican la trayectoria
de la luz.
d) Aisladores /acopladores que transmiten señales eléctricas sin conexiones
eléctricas.
III. Materiales y Equipo
CANTIDAD
1
1
1
1
1
1
DESCRIPCION
OBSERVACIONES.
Tarjeta "Amplificadores de Potencia con
Transistores
Unidad Base de FACET
Osciloscopio de doble trazo
Generador de señal
Punta de entrada osciloscopio
Punta de salida generador
Multímetro
IV. Procedimiento
1.
2.
3.
4.
Con el equipo apagado, inserte cuidadosamente la tarjeta en la unidad base
Encienda el equipo Lab-volt e ingrese al programa TechLab.
Inicie sesión y elija el curso "Amplificadores de Potencia con transistores"
Las unidades a desarrollar son:
a. Familiarización con tablero de circuitos
b. Amplificador de Potencia Asimétrico
c. Separador de fase
d. Amplificador de potencia en contrafase
e. Amplificador de potencia complementario
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f. El par Darlington
5. Para cada una de las unidades se debe de tomar apuntes de la información más
relevante.
6. Finalizada cada unidad deberá de someterse a la "Evaluación de la unidad"
7. Finalmente deberá entregar un análisis de la práctica. Recuerde que elaborar un
análisis no es presentar un resumen, sino que opinar acerca de los puntos
expuestos en la práctica.
V. Análisis de Resultados
Familiarización con el Tablero de Circuitos:
1. ¿Cuál es el propósito de un amplificador de potencia?______________
2. Aproximadamente, ¿Cuántas veces menor es la señal de salida del atenuador?
____________
3. Explique con sus palabras la función de un atenuador: ____________________
Del amplificador de Potencia Asimétrico:
4. ¿Para qué se utiliza el transformador en un amplificador de potencia asimétrico?
5. Con respecto a los amplificadores de potencia: ¿Tienen ganancia de potencia alta o
baja? __________ ¿Tienen ganancia de voltaje alta o baja?__________ ¿Tienen
ganancia de corriente alta o baja?__________
6. ¿Cuáles son las clasificaciones de un amplificador? _____________________
7. ¿Cuál tipo o clase de amplificador es menos eficiente? _____________
8. ¿Cómo se mide o determina la eficiencia de un amplificador de potencia?
Separador de Fase:
9. ¿Cuál es la función de un circuito separador de fase? ______________________
10. ¿Qué elementos principales (diodo, SCR, etc) involucra un separador de fase?
11. ¿En cuántos grados están desfasadas las señales de salida de un separador de fase?
12. ¿Cuál tipo o clase de amplificador pertenece un separador de fase? ____________
13. ¿Cómo tienen que ser las resistencias de colector y emisor en un separador de fase?
¿Iguales o diferentes? ___________ ¿Por qué? ________________________
14. ¿De cuánto es la ganancia de voltaje en un circuito separador de fase? __________
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Amplificador de Potencia en Contrafase:
15. ¿De dónde cree usted que recibe el nombre del amplificador de potencia en
contrafase? _________________________________________________
16. ¿Por qué cree que utiliza 2 transistores? ______________________________
17. ¿A que le llamamos distorsión de cruce en un amplificador? ________________
18. ¿Cuál tipo o clase de amplificador es la señal de salida del amplificador de potencia
en contrafase? ________ ¿Por qué? ________________________________
Amplificador de Potencia Complementario:
19. ¿Qué características observa en este tipo de amplificador? __________________
20. La configuración de los transistores es: ¿Colector común? _____ ¿Por qué?
21. Los transistores ¿Conducen ambos a la vez? _____ ¿Por qué? _______________
22. ¿Cuáles son las características de un amplificador de potencia complementario?
a) Una _________ _____________ de ____________,
b) Una _________ _____________ de ____________,
c) Una ________ _____________ de ____________
d) Una __________ ________________.
El par Darlington:
23. ¿En qué consiste un par Darlington? ________________________________
24. Si cada transistor posee una ganancia de 200 ¿Cuál es la ganancia total de un par
Darlington? _______________
VI. Investigación Complementaria
1. Investigue la función del compensador del generador
VII. Bibliografía
www.monografias.com/trabahis7/travi/travi.shtml
http://html.rincondelvago.com/transistor-amplificador.html
http://www.unicrom.com/Tut_emisor_com.asp
http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor#Transistores_y_electr.C3.B3nica_de_potencia
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