UANLFIME Laboratorio de Electrnica Analgica II M.C. Jos ngel Castillo Castro Entrega de Reportes Finales Pedro Misael Martnez Aguirre 1454791 Martes N4 Brigada:218 22/11/2011 EXPERIMENTOS DE ELECTRONICA II EXP201AMPLIFICADOR DE POTENCIA CLASE B EXP202AMPLIFICADOR DE POTENCIA CLASE AB EXP203ARREGLO DARLINGTON EXP204REGULADOR DE VOLTAJE SERIE EXP205RESPUESTA DE LOS AMPLIFICADORES A LA BAJA FRECUENCIA EXP206RESPUESTA DE LOS AMPLIFICADORES A LA ALTA FRECUENCIA EXP207REGLAS DE FUNCIONAMIENTO EN OP-AMPS EXP208CONVERTIDOR DE VOLTAJE A CORRIENTE EXP209AMPLIFICADORES INTEGRADOR YDIFERENCIADOR NO INVERSOREXP210AMPLFICADOR DIFERENCIAL AMPLIFICADOR DE POTENCIA CLASE B I.OBJETIVOS. -Comprobar el comportamiento de un amplificador de potencia de simetra complementaria clase B. -Observar el fenmeno de la distorsin de cruce por cero. -Determinar el rendimiento mximo. II.LISTA DE MATERIALES 1Osciloscopio 1Generador de Seales 1Fuente de alimentacin 1Transistor NPN 2N3904 1Transistor PNP 2N3906 1 Resistencia 100 O , 1W III.- CIRCUITO DEL EXPERIMENTO. Figura 1. Amplificador de potencia simtrica clase B IV.- TEORIA PRELIMINAR El amplificador de potencia clase B usa un transistor para amplificar la porcin positiva de la seal de entrada (Q1, en el circuito de la figura No. 1) y otro transistor (Q2), para amplificar la porcin negativa. El amplificador de simetra complementaria de la figura No. 1, tiene las siguientes caractersticas: -La ganancia de voltaje es ligeramente menor que la unidad. Es decir, Vo < Vi -La amplitud mxima posible del voltaje de salida es ligeramente menor a la magnitud del voltaje de la fuente de alimentacin. VLM < VCC -Los transistores Q1 y Q2 conducen slo hasta que el voltaje de entrada es mayor a 0.6 V, por lo que la seal de salida presenta una distorsin en el cruce por cero. -La potencia en la carga se puede determinar con la ayuda de la siguiente ecuacin: 1V2LM PL= _____ 2 RL -Si se mide la corriente promedio o de CD suministrada por las fuentes(ICC, IEE) de alimentacin, es factible calcular la potencia suministrada: PCC = VCC ICC + VEE IEE -Elrendimientodelamplificadoresmenordel50%ysepuedecalculardela siguiente manera: q = PL/PCC V.- PROCEDIMIENTO 1.ImplementarelcircuitoamplificadordesimetracomplementariaclaseBdela figura No. 1 2.Apliqueunasealsenoidalde100Hzy3Vp-p,sincomponentedeCD(offsetigualacero).Observeenelosciloscopiolasformasdeondadelassealesde entrada y salida simultneamente. 3.Dibuje las formas de onda de las seales de entrada y salida. Mida y tome nota de las amplitudes y observe el fenmeno de la distorsin de cruce por cero. Vo = 2.2 volts Vi = 3 volts 4.Incremente la magnitud de la seal de entrada, hasta que la salida empieza a distorsionarse (justo antes). 5.Tome lectura del valor del voltaje mximo de salida Vlm = 5.3 volts 6.Use el multmetro digital en modode volts de CD y mida las cadas en las resistencias RC1 y RC2. VRC1 = 6 volts VRC2 = 6volts Estos valores representan el voltaje promedio y permitirn calcular la corriente promedio de las fuentes de alimentacin. ICC = VRC1IEE = VRC2

RC1RC2 EXP201-4 FIME, Depto. De Electrnica VI.- REPORTE. Aqu se muestra una simulacin del circuito en software con sus respectivas medidas de lecturadevoltajepicoapico,sepuedeobservarqueelcircuitoserecortacuandopasa por cero. AMPLIFICADOR DE POTENCIA CLASE AB I. OBJETIVOS. Comprobarelfuncionamientodeunamplificadordepotenciadesimetra complementaria clase AB. Reducir el efecto de la distorsin de rea por error. Determinar el rendimiento mximo. II. LISTA DE MATERIAL Y EQUIPO. 1Osciloscopio 1Generador de Seales 1Fuente de alimentacin 1Transistor NPN 2N3904 1Transistor PNP 2N3906 2Resistencias de 1KO, W 4Resistencias de 10O, W 1Resistencia de 100O, 1 W 1Potencimetro lineal de 100O 2Diodos 1N914 4Capacitores de 10F, 50V EXP202-1 FIME, Depto. De Electrnica III.- CIRCUITO DEL EXPERIMENTO. Figura 1. Amplificador de Simetra complementaria Clase AB. EXP202-2 FIME, Depto. De Electrnica. IV.- TEORIA PRELIMINAR La desventaja del amplificador del experimento anterior es que crea distorsin de cruce por cero. Para reducir la distorsin, cada unin base-emisor puede ser ligeramente polarizadaenformadirecta,usandouncircuitocomoeldelafiguraNo.1deeste experimento.Eldivisordevoltajeenestecircuitoalimentaunpequeovoltajeque polarizadirectamenteacadaunadelasbases.LasresistenciasRE1yRE2enlos emisoresayudanenlareduccindeladistorsinintroduciendounaretroalimentacin negativa. Este amplificador es menos eficiente que el amplificador clase B porque ningn transistor llega a corte completamente. Una operacin de esta forma se le denomina clase AB. ElcircuitodelamplificadordelafiguraNo.1sealimentaconunasolafuentede alimentacin y el capacitor de acoplamiento C3 evita que el voltaje de CD aparezca en la carga.LaresistenciaRC1soloseusarconpropsitosdemedicinindirectadela corriente de la fuente de alimentacin. EXP202-3 FIME, Depto. De Electrnica V.- PROCEDIMIENTO. 1.-ImplementarelcircuitoamplificadordesimetracomplementariaclaseABdelafigura. Ajuste la resistencia RD a un valor aproximado de 33O. 2.-Apliqueunasealsenoidalde1000Hzy3Vp-p.Observeenelosciloscopiolas formas de onda de las seales de entrada y de salida simultneamente. 3.- Ajuste con el potencimetro hasta ver que la distorsin de cruce por cero desaparezca. 4.- Dibuje las formas de onda de las seales de entrada y de salida. Mida y tome nota de las amplitudes: Vo = _____5.5V__________ Vi = _______2.2V________ 5.-Incrementelamagnituddelasealdeentradahastaqueobservequelasalida empieza a distorsionarse, justo antes. 6.- Tome lectura del valor del voltaje mximo de salida. VLM = ______3.5V________ 7.- con el multmetro digital mida el voltaje de CD en las terminales de la resistencia RC1. VRC1 = ______1.7V________ Este valor le permita calcular la corriente promedio suministrada por la fuente VCC. ICC = VRC1

RC1 EXP202-4 FIME, Depto. De Electrnica VI.- REPORTE. 1.- Determine la ganancia de voltaje del amplificador usando los resultados del paso 4 del procedimiento.

2.- Explique como fue posible la eliminacin de la distorsin de cruce por cero. Mediante la retroalimentacin negativa de las resistencias de los emisores. 3.-Determinelapotenciamximaenlacarga.Useelresultadodelpaso6del procedimiento.

4.-Useelresultadodelpaso7delprocedimientoparadeterminarlacorrientepromedio suministrada por la fuente de alimentacin VCC.

5.- Calcule la potencia suministrada.

()() 6.- Determine el rendimiento del amplificador.

EXP202-5 FIME, Depto. De Electrnica EXP203 ARREGLO DARLINGTON I.- OBJETIVOS. Demostrarelusodeunarreglodarlingtonenunaconfiguracincolector-comn como acoplador de impedancias. Comprobar el funcionamiento de amplificadores directamente acoplados. II.- LISTA DE MATERIAL Y EQUIPO. 1Osciloscopio 1Generador de seales 1Multmetro digital 1 Fuente de Alimentacin 3 Transistores NPN 2N3904 1Resistencia de 12 KO, 1/2 W 1Resistencia de 100 KO, W 1Resistencia de 10 KO, W 1Resistencia de 1 KO, W 2Resistencias de 470O, W 3Capacitores de 10F EXP203-1 FIME, Depto. De Electrnica III. CIRCUITO DEL EXPERIMENTO. Figura 1. EXP203-2 FIME, Depto. De Electrnica. IV.- TEORA PRELIMINAR. El amplificador de la figura No. 1,consiste de dos etapas. La primera es un EC y lasegundaunCCconarregloDarlington.Lasetapasseencuentrandirectamente acopladas. El amplificador EC tiene una ganancia dada aproximadamente por la relacin: AV ~ -RC RE Es decir, -10 o menos. Si conectramos la carga RL = 470O directamente en la salida del EC, esta ganancia se reduce a un valor menor que la unidad, debido al efecto de carga. AV ~ -RC * RL RE*(RC+RL) Lasolucinalproblemaanteriorconsisteenagregarunaetapaadicionalconsistenteen unamplificadorcolectorcomnconunarregloDarligtoncuyascaractersticas sobresalientes son: oMuy alta resistencia de entrada oMuy alta ganancia de corriente oGanancia de voltaje cercana a la unidad oNo hay inversin de fase oBaja impedancia de salida La solucin anterior permite conectar cargas de bajo valor a etapas de amplificacin con resistencias de salida muy altas. EXP203-3 FIME, Depto. De Electrnica V.- PROCEDIMIENTO. 1.- Implementar el circuito de la figura No. 1 2.- Medir el punto de operacin, tomando lectura de los siguientes voltajes de CD. Use el multmetro digital en la escala adecuada. VCC = ____11.99V____ VB2 = ______5.4V______ VC1 = _____5.36V______VE2 = ______4.9V______ VB1 = _____1.24V______VC3 = ______11.98V____ VE1 = _____0.63V______VB3 = _______4.91V____ VC2 = _____11.99V_____VE3 = _______4.24V____ 3.-Compruebequeelcircuitoestbienpolarizadochocandoquesecumplanlasreglas de polarizacin. VB1 ~ VE1 + 0.6VB2 ~ VE2 + 0.6VB3 ~ VE3 + 0.6VC1 > VE1 VC1 > VB1VC2 > VE2VC1 < VCCVC3 > VE3 Si no se cumplen, revisar las conexiones, checar los transistores y repetir los pasos 2 y 3 nuevamente. 4.-Apliqueenlaentradaunasealsenoidalde5KHzy200mVp-p.Desconecteenel punto B el arreglo Darlington. 5.- Observe en el osciloscopio las seales en la entrada (A) y en la salida EC (B). Tome lectura de los voltajes: Vo = ___1980mV__________ Vi = ____200mV___________ 6.- Ahora conecte como carga entre el punto B y tierra una resistencia de 470O a travs de un capacitor de 10 F. Mida las amplitudes de los voltajes de entrada y de salida. Vo = ___43mV____________ Vi = ___2OOmV____________ 7.- Desconecte el capacitor y la resistencia de carga de 470O del punto B, y conecte a B el arreglo Darlington para obtener nuevamente el circuito original. 8.-Observeenelosciloscopiolassealesenlaentrada(A)yenlasalidadelcolector comn (C). Tome lectura de los voltajes. Vo = __1980mV_____________ Vi = ____200mV___________ EXP203-4 FIME, Depto. De Electrnica VI.- REPORTE. 1.-DetermineanalticamenteelpuntodeoperacindelcircuitodelafiguraNo.1. considere lo siguiente: Para determinar el punto de operacin Q1, considere IB2 ~ 0. Para Q1 determine: RB, VBB, ICQ, VC1, VB1, VE1.

()( )

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Para determinar el punto de operacin de Q2, considere la ecuacin: VC1 = 2VBE + ICQ2*RL.

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2.-Usandolosresultadosobtenidosenelpaso2delprocedimiento,determine indirectamente los valores de las corrientes ICQ1 e ICQ3. Use las resistencias y el voltaje del emisor para determinarlas.

3.- Compare los valores tericos prcticos de la corriente ICQ1 e ICQ3.

4.- Determine analticamente la ganancia de voltaje del amplificador EC de la figura No. 1. No considere la etapa del arreglo Darlington.

(

) (

) ( ) 5.- Determine la ganancia de voltaje del amplificador EC sin carga usando los resultados del paso 5 del procedimiento.

6.-DeterminelagananciadelamplificadorECconlacargade470Ousandolos resultados del paso 6 del procedimiento.

7.- Determine la ganancia de voltaje total del amplificador, usando los resultados del paso 8 del procedimiento.

EXP203-5 FIME, Depto. De Electrnica EXP204 REGULADOR DE VOLTAJE SERIE I.- OBJETIVOS. -Disear un regulador de voltaje serie ajustable -Comprobar el funcionamiento del regulador. -Medir la resistencia de salida del regulador -Medir el por ciento de regulacin de lnea. -Comprobar el funcionamiento del circuito de proteccin contra cortocircuito. II.- LISTA DE MATERIAL Y EQUIPO. 1Resistencia de 330O, 3W 1Resistencia de 220O, 3W 1Resistencia de 150O, 3W 1Resistencia de 100O, 3W 1Multmetro digital 1Fuente de alimentacin 1 JFET 2N5951 1Amplificador operacional UA741 1Diodo Zener 5.2V, 1W 1Capacitor de 0.1F, 50V 2Potencimetros de 10 KO 1Resistencia de 4.7O, 3W 1Resistencia de 4.7 KO, W 1Resistencia de 47 KO, W 1Resistencia de 1 KO, 3W 1Resistencia de 680O, 3W 1Resistencia de 470O, 3W EXP204-1 FIME, Depto. De Electrnica. III.- CIRCUITO DEL EXPERIMENTO. Figura 1. Regulador de voltaje serie NOTA: el valor de RL es: 470O, 220O y 100O. EXP204-2 FIME, Depto. De Electrnica. IV. TEORA PRELIMINAR. Partes Fundamentales: Las partes fundamentales de un regulador serie como el de la figura No. 1, son las siguientes: -LareddemuestreodevoltajeformadaporlasresistenciasRa,Rbyel Potencimetro de 10 KO. -La fuente de voltaje de referencia est formada por el diodo zener DZ, el transistor de efecto de campo (JFET) J1, el potencimetro RF y el condensador C1. -El amplificador de error de ste circuito lo constituye el amplificador operacional de propsito general 741. -El transistor de paso Q1, que es un transistor de potencia NPN de silicio (en este circuito el 2N3055). -UncircuitolimitadordecorrienteformadoporeltransistorNPNdesilicioQ2 (2N3904) y la resistencia RSC que muestra la corriente de salida del regulador. Expresin del voltaje de salida. En donde el factor de retroalimentacin depende de las resistencias ajustables R1 y R2. |= _____R1______ R1 + R2 Elvoltajedesalidadelreguladorpuedeaproximarsealvoltajedesalidadel amplificador de error, es decir: Vo ~ A (Vz - Vf) En donde: A = Ganancia de lazo abierto del amplificador operacional Vz = Voltaje del diodo zener o de referencia. Sustituyendo el valor de Vf y despejando Vo, se obtiene Vo = ____AVz___ 1 + |A EXP204-3 FIME, Depto. De Electrnica como la ganancia del amplificador es extremadamente alta (A=100,000) resulta Vo = Vz o bienVo = Vz (R1 + R2) |R1 La expresin del voltaje de salida del regulador serie es la siguiente: V0 = R1 + R2 (VREF) R1 En donde: R1 = Ra + fraccin de Rpot y R2 = Rb + fraccin de Rpot para el caso del circuito de la figura 1. Procedimiento de diseo del Regulador Serie. 1.Especificarlosdatosdelregulador.Ennuestroexperimento,deseamosun regulador con las siguientes caractersticas: V0 = 5 a 15 V Salida ajustable I0 = 100 mACorriente Nominal ISC = 120 mACorriente de cortocircuito 2.Seleccin de voltaje de entrada no regulado. Debe de seleccionarse 2 3V arriba delvoltajedesalidamximoparaasegurarqueQ1estenlareginactiva, entonces: Vimin = 15 + 3 = 18 V Considrese un voltajenominal Vi =202 V 3.SeleccindevoltajedereferenciadeldiodoZenerydeltransistorJFET.ElVREF debe de ser menor que el voltaje de salida mnimo. VREF