Practica # 6

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] Experimepto de laboratorio Clrcuito de colector comun

"

0

~

ObjetiVOI

ganan9-- de corriente y ganancia de voltaje inferior (I uno.

A. Calcular y medir 101 voltajes de operacior de cd que se encuentran en un circuito d- Informacionprdiminar pica de colector comu. B. DemOltrar como funciona un amplificador La terceraconfiguraci6n uti! de circuito de trantipico de colector comu con 0 .sin carp, y sistor 'es el circuito de colector comun. En el °cirmedir su ganancia de voltaje. cuito de colector comUn (0 colector a tierra) C. Determinar Ia relacion de lase entre 181 se- mostrado en la figura 3-1, la seiial se introduce a1 Dales de entrada y saJida de un amplificador circuito de base-colector y se saca del circuito ! tlplCO d e co Iector comun. de emisor-colector. De eSa manera, el elemento de . colector del transistor es comun tanto al circuito Conceptos buicOl de entrada como al de salida. (Las basterias mOltradas son cortocircuitos efectivos' para 181seWes 1. El colee tor es comun tanto a I. senal de de c~). La entrada 0 circuito de base-colector entrad4 como a la de salida en un circuito tiene altaimpedancia (resistencia intema del trande colector comUn. sistor incluyendo RL multiplicado por ~) dd i . 2. AI circUito del colector comUn tambien se orden de 20k a 1000k Qhms, y la salida del tranIe conoce como Prcuito deseguidor emisor. sistor 0 circuito de emisor-colector tiene baja 3. El circuito de colector comUn tiene alta impedancia (en paralelo con RL) del orden de 20

..

.

/

I I

I

I I

I

ClrcuilO

...

Aycrv

e'-_I-

d. col.cIOP co".,;,.

1a Iefta1 permanece invariable en este circuito, es decir, no bay inversion de fase del voltaje entre la entrada y la salida de un amplificador de colector como.

t I

lit.

+

+~

"

Como sabe, 101 transistores genera1mente se pola-

rizan en forma directa a traves de la union de cmisor-b8le y en forma inversa a travCs de la uniOn de colector-b8le. En la figura 3-1se utilizaron dOl baterlas para polarizar correctamente un .

tranlistor

PNP en

q

circuito de co1ector comUn.

Es posible utilizar distintas variaciones de polari:adlm de un circuito de colector comw. En la a 1000 ohms. La ganancia de voltaje para d dr- figun 3-2 Ie muestra un arreglo de polarizacion cuito de colector comim nunca puede ler mayor simplificada para el circuito de colector comian. que uno, 0 la unidad. Una sola bateria (0 fuente de mergia). suministra eI voltaje de polarizacion para la union de baseLa direccion de las Dechas en la figura S-1 indica emisor a traves de la red de divisor de voltaje R 1 el flujo de la corriente convencional. La ganancia Y R2. La union de base-emisor esd. polarizada de corriente en el circuito de colector comlm Ie directamente debido a que la base es negativa con mide entre la base y el emisor. Debido a que un 1'I:Spectoal emisor. La union de colector-base esa cambio muy pequeno en la coniente de base pro- polaiizada en forma inversa debido a que el colecduce un cambio muy grande en la corriente de tor ~ negativo con respecto a la base. La impeemisor, la ganancia de coniente siempre es mayor dancia de 1. bateria intema 0 de la fumte de que la unidad para el circuito de colector comUn; energia desacopla al colector, de manera que este un valor tipico es de alrededor de 50. General- est. conectado muy bien a tierra para seiialesde ca. mente la ganancia de potenci:a eS meDor que 1a ca. Fig. 3-1

,

que se obtiene en los circuitos de base c~mUo 0 emisor comim. El circuito de cQlector comu ae ut:ilb;a con mayor frecuencia como dispositivo ecualizador de impedancia. Ya que el voltaje en el emisor sigue al voltaje en la entrada 0 base, al circuito de colector COIDUotambien Ie Ie puede Ramar seguidor del emisor.

...

I

.

Lecf;uru complementarias

.

Para mayor informacion, consulte la bibliografia aI final de ate manual.

jI II

i I

leiuipo y materia1es I

Fuente de energla 24 Vcd 2mA Las formas de onda de la figura S-1 representan el voltaje de entrada que produce I. fuente de - VOMelectronico Generador de AF seiiales y el voltaje de salida que se daarrolla en la resistencia de carga RL' Cuando la .eiiaI de Osciloscopio entrada es positiva, reduce la po1arizaclondirecta Sistema de capacitacion en electrOnica producida por la bateda de base-emisorhaciendo Cl -10p.F electrolitico que la base sea menos negativa y disminuyendo - 50p.Felectrolitico C2 co,",ello el flujo de la corriente . trava del tranQ.l - rrtmSistor NPN .2N2219A sistor PNP. Entonces, el menor ftujo de corriente a traves de RL haee que la parte superior de R£ RI, R2 - 220kn. lW .R3 sea menos negativa (0 lOa. positiva) con respecto ~ lOkn. lW R4' ~a parte inferior de RL' Reciprocamente, cUan2000., % Wpotenciometro: do la sei\al de entrada es negativa, 1aaeftalde IUTablero M de componentel da tambren es negativa. con 10 que la fase de Tablno univerlal K para experimentol .

-

7S

I I

I

CiTcu;tode co/ectoT comun

".

colector Vcc a 24Vcd. £1 voltajel de entrad~ el de ca debe ser cero. De) Mida el voltaje de cd entre la base de Ql y tierra. Use el VOM para todas sus mediciones' de voltaje del transistor.

C

kQ

E

R2 \

=

VB,

Entrada RI

,

RL

'

+

-

Salida

=

Vcd

D g) Mida el voltaje de cd entre el cplector de Ql y tierra.

,

= Vcc

,

Vcc

.... ...

0 c) Conecte el lado negativo esta conectado a dor de AF. No todav!a. 0

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VB

=

lo..F

QI Jc

.

C2

( R2

SaUda 0

I

R3 10K

220K

.., b;:. Fig. 3-3

Explique su respuesta

.....................

..'

... .... ("'"''''''''''''''''''''

I

220K CI,+.

24vcd

0 h) Indique si la mayor parte de la corriente de emisor £luye por el colector. m.................

+ R2)

""""''''''''''''''

.., .,

X R2/(Rl

Vcd

. -+

D 1. a) Examine el circuito amp~ificador de, colector comun que se muestra en la figura 3.3. Este circuito es c~i el mismo qu~ el de la figura 3-2. EI capacitor de acoplamienio Cl permite que la senal de entrada de ca se aplique a la base de Ql mientras que el capacitor C2 de acoplamiento permite que la seiial de salida salga del emis6r de Ql. La imped~cia interna de la fuente. de energia pone muy bien a tierra el colector para seiiales de ca. Db) EI voltaje de cd en union de R 1 Y R2 tambien es el voltaje VB de base para Q1. Calcule VB (no c.onsidere la pequeiia corriente de base a traves de R 1) usando la ecuacion para la division de voltaje:\ VB

=

Vc

Objetivo A. Calcular y medir los voltajes de operadon de cd que se encuentran en un circuito tipico de colector comun.

Vdc

el circuito mostrado. Note que del voltaje de cd de la fuente la terminal de tierra del generaconecte el potenciometro R 4

d) Ajuste el voltaje de cd de la fuente de

m...........................

"

...........

"'

,

......

"""""".'0""'"''''''''''

""""''''''''''''''''''''

"""'"

""""'

,.

I

I

Fig. 3-2 Procedimiento

I

I"

Vcd

0 f) Mida el voltaje de cd entre el emisor de Ql y tierra. V.E

I

""''''''''''

Objetivo B. Demostrar como funciona un ampU. ficador tipico de colector comun con 0 sin carp, y medir su ganancia de voltaje.

-- ------

..

Circuito de colee tor comun

D 2.a) Ajuste el generador de AF a la funcion de onda senoidal a una frecuencia de 1kHz. Db) Ajuste la salida del generador de AF para una senal de 100mv de pico a pico en la base de Q1. Use el YOM en la funcion d~ ACV. en el rango de O.15V para medir la senal de en. trada en la base. Recucrde medir la senal de entrada en la escala.de volt~je de p,p del YOM. Dc) Ajuste los con troles de su osciloscopio calibrado para defleccion de O.2V/cm, tiempo de barrido de 0.5ms/cm y disparo en sincronizacion normal, fuente interna, pendiente + y nivel de auto. D d) Conette la punta de entrada del osciloscopio a la base de Ql y la punta comUn a tierra (la parte inferior de R3). No use la punta de prueba atenuadora de lOX. 0 e) Observe la forma de onda de la senal de entrada desplegada en la pant alIa del osciloscopio. Mida el voltaje de pico a pico-. er

=

v pica a pica

f) Indique si hay cinco cicIos de forma de 0 onda en la pantalla del osciloscopio. ..--................ D g) Conecte la punta de entrada del osciloscopio a la salida de su amplificador de colector comUn. No cambie el control de entrada vertical para desplegar la salida de salida de su amplificador. D h) Indique si la forma de onda de salida es una reproduccion veraz de la forma de onda de entrada. ....................

0 3. a) Conecte R4, el potenciometro de 2000 a traves de la salida de su amplificador de colec. tor comun como se muestra en la figura 3-3. 0 .b) Ajuste R4 para resistencia maxima y ajuste a Vcc a 24Vcd. 0 c) Ajuste R4 hasta que el voltaje de la !ienal de salida sea de un medio del valor medido en el procedimiento 2 i). Reajuste la salida del gene. rador de AF, de ser necesario, para una senal de entrada 100mv pica a pico en la base de Q1. 0 d) Baje el voltaje Vcc a cero y sin alterar el ajuste de R4, desconecte esta del circuito. D e) Mida la resistencia de R4. Esta es igual a la impedancia de salida de su circuito aI;t1plificador de colector comUn. R4

=

n

NOTA: Ya que Ia impedancia de entrada de Ql es extremadamente alta ~ebido al elevado valor de R3 (P X 10kO) la impedancia de entrada del circuito de colector comUn se determina por el valor en paralelo de Rl y R2, en este caso, 11OkO

.

Obietivo C. Dcterminar la relacion de fase en tre .I , .) las senales de entrada y salida de un amplificador tipico de colector comUn. .

0 4. a) Cambie I el disparo de su osciloscopio a fucnte externa. . . 0 b) Conecte una punta desde la salida de su arnplificador de colector comim at jack del osciloscopio marcado EXT SYNC/HOR. Ahora calia 0 i) Mida el voltaje de salida ~e pieo a pico. traza de Cilsciloscopiose dispara s610 por Ik senal de salida que va al,positivo de su amplificador de eo = v pica a pico colector comim. 0 j) Calcule la ganancia de voltaje A y de su 0 c) Ajuste Vcc a 24Vcd. lDespliega cinco amplificador de colector comim usando la ecua- , ciclos su osciloscopio? cion: 0 d) Ajuste la traza, de manera que el inicio del segundo cicIo de salida que va a positivo co. Av = eo/er mience en la linea vertical izquierda de la pantalla. , , ........ 0 e) Conecte la punta de entrada del oscilos. copio a la senal de entrada en la base de Ql. ......... Indique si el inicio del segundo cicIo de entrada Av = ..,............................. que va a positivo tambiin comienza en la linea vertical izquierda en la pantaIla. C k) Baje el voltaje de la fuente de colector a cero.

0

fJ Baje todos 10s voltajes a cero. 77 t"-

Ci,cuito de colecto1 comun.

I

R~en

end colectot. Haciendo mediciones de la onda, dctermin6 que. el amplificador de colector comiln En e;ti experimento de l~oratorlo demostro ticne una ganancia de voltaje inferior a uno. como funcionaun drcuito amplificador t{pico de LucIO vania 1a carga de salida y encontro que la colector comun.. AI medir loa voltajes debase, impedancia de salida de un amplificador de coemisor y colector de cd, determino que el transis- lec:tor comUn es mucho Menor que el valor de la tor NPN esta polarizado en forma directa y que resiatencia de carga del emisor. Finalmente, obserfluyen corrientes de eD1is-or "'y colector. Luego vo que no hay inversion de fase entre las seiiales aplico un voltaje de seiial a Ia base, y usando un de entrada y salida de un amplificador de coleeosciloscopio observo :la fOrma de onda de salida tor comw.. j

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