P2 Amplificador Multietapa Con Acoplamiento Directo

1 https://sites.google.com/site/ingcesaragonzalez/

UNEFA – Núcleo Maracay Dpto. de Telecomunicaciones

Prof. César González Laboratorio de Electrónica II PRÁCTICA 2

AMPLIFICADOR BJT MULTIETAPAS CON ACOPLAMIENTO DIRECTO Los amplificadores multietapas con acoplamiento capacitivo tienen la ventaja de que la polarización de sus etapas queda independiente una de la otra y su diseño se puede hacer por separado. Sin embargo, este tipo de amplificadores tiene dos desventajas: 1. Las reactancias capacitivas a bajas frecuencias se comportan como altas impedancias, degradando la ganancia total del amplificador. Esto hace que el diseño sea impráctico para el procesamiento de señales analógicas lentas o de corriente continua, donde se requiere de una respuesta frecuencial plana a bajas frecuencias. 2. El acoplamiento capacitivo sólo tiene aplicación práctica en amplificadores discretos. En amplificadores de circuito integrado los capacitores ocuparían grandes cantidades de valiosa superficie dentro del microcircuito. En amplificadores multietapas con acoplamiento directo, la polarización de cada etapa no es independiente de las otras. Más aún, el nivel DC de cada etapa se va trasladando a la siguiente, produciéndose un problema de apilamiento de voltaje que termina saturando a las etapas finales. Esto se puede corregir, empleando estrategias de desplazamiento del nivel DC. Objetivo: El objetivo de esta práctica es estudiar un amplificador de dos etapas inversoras BJT npn con acoplamiento directo, enfrentarse al problema del apilamiento de voltaje y resolverlo, implementando las estrategias circuitales disponibles. Materiales: Transistores bipolares de baja potencia (2N3904 ó 2N2222), resistencias, condensadores electrolíticos desde 1μF a 10μF, protoboard, cables y herramientas varias. Pre-Laboratorio: 1. Dado el circuito de la figura, demostrar y verificar por simulación que Q2 está saturado por el exagerado valor del voltaje en su

10V 12V Vcc Vcc

Q1

10uF

2. Calcular el valor de la ganancia de tensión del amplificador, si Q2 pudiera funcionar sin problemas de con

corriente que Q1.

la

misma

2.2kohm Rc

2.2kohm Rc

Vo

base.

polarización,

56KΩ 51kohm R1

Q2

Vi

13KΩ 13kohm R2

750ohm Re

750ohm Re

2 https://sites.google.com/site/ingcesaragonzalez/

UNEFA – Núcleo Maracay Dpto. de Telecomunicaciones

Prof. César González Laboratorio de Electrónica II

A continuación se presentan dos técnicas circuitales de desplazamiento de voltaje DC, usadas en circuitos integrados y orientadas a resolver el problema de polarización del transistor Q2. 3. Calcular el valor del voltaje Zener (Vz) necesario para polarizar correctamente al

56KΩ 51kohm R1

10V 12V Vcc Vcc

2.2kohm Rc

2.2kohm Rc

Dz

transistor Q2.

Vo

4. Determinar el valor de Rs para polarizar al diodo,

Q1

10uF Vi

tomando en cuenta la corriente del Zener y su influencia en la ganancia total del amplificador.

13KΩ 13kohm R2

750ohm Re

Q2

Rs

750ohm Re

La siguiente técnica es más sofisticada que la anterior, más costosa pero permite mejorar la polarización con un circuito activo que desplaza el apilamiento de voltaje DC, sin afectar la ganancia total del amplificador.

10V 12V Vcc Vcc

56KΩ 51kohm R1

2.2kohm Rc

2.2kohm Rc Qa

Vo Q1

10uF

Q2

Ra

Vi

13KΩ 13kohm R2

750ohm Re

750ohm Re

Qb 10kohm Rx 10V 12V Vcc Vcc

10kohm Ry

2mA Rb

5. Calcular Ra y Rb de modo que Q2 quede correctamente polarizado, ajustando la corriente del desplazador DC a unos 2mA. Procedimiento: Montar todos los circuitos diseñados y medir todas las variables necesarias, en DC y en AC para comprobar su funcionamiento. Post-Laboratorio: Comparar los resultados prácticos con los obtenidos mediante cálculos y simulaciones. Analizar y concluir.