proyecto de diseño electrónico
DESCRIPTION
Diseño circuito amplificador de corriente utilizando JFET. Ecuaciones de malla, circuito de polarización, circuito amplificador, analisis en baja frecuencia, analisis en alta frecuencia, diagramas de bode, simulación y Potencia. Diseño de un circuito lógico utilizando transistor bipolar, compatible con tecnología TTLTRANSCRIPT
Proyecto Electrónica
Claudio Sanhueza MuñozGuillermo Salcedo Vallejos
• Diseño circuito amplificador de corriente utilizando JFET– acoplamiento directo – Ai = 500 – Rin mayor que 5kΩ.
– RL = 8Ω.
• Diseñe un circuito AND – con BJT– tres entradas
Parámetros• Transistor 2N3819
• Vdd = 12 V
Configuración• Source común
PolarizaciónCircuito general de
polarización DC Ecuaciones de malla
Polarización
• Como se desea máxima excursión de señal se imponen las siguientes condiciones de diseño:
• Dada la ecuación del jfet:
• Se obtiene Vgs:
PolarizaciónCircuito general de polarización AC
Ganancia:
PolarizaciónCircuito de polarización DC
Circuito Amplificador
Nombre Valor Calculado Valor en Comercio
RG 220 [kΩ] 220 [kΩ]
RS1 92.114 [Ω] 91 [Ω]RSca 83.62 [Ω] 83[Ω]RD1 1.224 [kΩ] 1.2 [kΩ]
RS2 1.351 [kΩ] 1.2 [kΩ]
RD2 48.52 [Ω] 47 [Ω]
Análisis en baja Frecuencia• Circuito equivalente, Modelo de pequeña señal
Análisis en baja Frecuencia
• Función de Transferencia
• Determinación de la frecuencia de corte:
• Dos polos generan caída de 3 dB:
Análisis en baja Frecuencia
• Tercer polo se encuentra a mas de una década
• Se determinan los condensadores:
Valor calculado Valor realC1 145.8 [uF] 120 [uF]C2 1.1[uF] 1.2[uF]C3 27.8[uF] 33[uF]
Diagramas de Bode• Simulación mathcad
• Av
0.01 0.1 1 10 100 1 1030
50
100
20 log Zout f( )
20 log Rd2
f
0.1 1 10 1000
50
100
150
20 log Zin f( )
20 log Rg
f
• Zout
• Zin
Análisis en Alta Frecuencia
• Circuito equivalente de Alta Frecuencia
Análisis en Alta Frecuencia • Utilizando un método basado en matriz de admitancia indefinida“MAI”
𝜔𝐻=1
∑𝑅 𝑗0∗𝐶 𝑗𝑅𝑘𝑙=
∆𝑘𝑘𝑙𝑙
∆𝑙𝑙
𝐶𝑔𝑑 1=𝐶𝑔𝑑 2=𝐶𝑟𝑠𝑠
Análisis en Alta Frecuencia
𝜏=∑ 𝜏 𝑗=1.2549𝜇𝑆 𝑓 𝑐=1
2𝜋∗𝜏=126.82[𝑘𝐻𝑧 ]
𝐵𝑊=126.82[𝑘𝐻𝑧 ]−30 [𝐻𝑧 ]≈126.82[𝑘𝐻𝑧 ]
• Pspice
Diagramas de Bode• Ganancia de corriente
• Mathcad
1 10 100 1 103 1 104 1 105 1 106 1 1070
20
40
20 log Ai f( )
20 log500
2
f
SimulaciónEntrada sinusoidal
Potencia
• Potencia de entrada:
• Potencia de salida máxima
• Potencia disipada por los transistores:
• Eficiencia del amplificador:
Circuito Lógico
Se utilizó el transistor bipolar 2N222 por ser de uso general
Circuito Lógico• Determinar R2:
• Seleccionamos un resistor comercial R2=330Ω
• Simulando obtuvimos:– rise time: 21ns– fall time: 11ns– retardo de subida: 60ns– retardo de bajada: 480ns– Vo mínimo: 31.73mV– Io máximo: 15.0mA
Circuito Lógico
• Evaluación lógica:A B C Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 V0 0 0 ON ON ON OFF OFF ON 0
0 0 1 ON ON OFF OFF OFF ON 0
0 1 0 ON OFF ON OFF OFF ON 0
0 1 1 ON OFF OFF OFF OFF ON 0
1 0 0 OFF ON ON OFF OFF ON 0
1 0 1 OFF ON OFF OFF OFF ON 0
1 1 0 OFF OFF ON OFF OFF ON 0
1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF 1
A B C Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 V0 0 0 ON ON ON OFF OFF ON 0
0 0 1 ON ON OFF OFF OFF ON 0
0 1 0 ON OFF ON OFF OFF ON 0
0 1 1 ON OFF OFF OFF OFF ON 0
1 0 0 OFF ON ON OFF OFF ON 0
1 0 1 OFF ON OFF OFF OFF ON 0
1 1 0 OFF OFF ON OFF OFF ON 0
1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF 1
Circuito Lógico
Conclusiones
• Amplificador– Se cumplieron todos los
requerimientos.– Se obtuvo Ai=537– Error=7.4%– Rin mayor que 5kΩ
(220kΩ)– Baja eficiencia– Gran ancho de banda
BW=126.82 kHz
• Circuito lógico– Se cumplieron todos los
requerimientos– Características acordes a
tecnología TTL