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Experiencia N°1 CIRCUITOS SINTONIZADOS Y TRANSFORMADORES DE REDES SELECTIVAS Torres Maza Geraldine Rosario Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Ingeniería Lima, Perú [email protected]

I. OBJETIVO - Medir los parámetros de las bobinas de FI de AM. - Identificar las diferentes características de las bobinas amarilla, blanca y negra. II. PREGUNTAS PREVIO

DEL

𝑧𝑇

INFORME

1. Determine la expresión de 𝑉01, 𝑉02 y 𝑉03 en forma literal del amplificador mostrado en la figura #1 (colector colocado a 𝑉01). En función de que parámetro principal se encuentra 𝑉0 (𝑡). Considere 𝐿𝑖𝑛 ,𝐶𝑖𝑛 ,𝑅𝑝 de la bonina y capacidades parásitas del transistor.

Se tiene el circuito π híbrido del transistor Q3 de la figura #1:

Se tiene: 𝑥𝑏𝑐 =

1 ≫ 𝑅𝑝 𝑤0 𝐶𝑏𝑐

Entonces del circuito: 𝑉01 = −𝑔𝑚 𝑉𝐵𝐸 𝑧𝑇 (𝑗𝑤) Del transistor de tiene: 𝑟𝑏𝑒 = ℎ𝑖𝑒 = 𝑔𝑚 =

𝛽𝑉𝑇 𝐼𝐶𝑄

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝑇

Con las consideraciones finalmente se tiene: 𝑉01 = −𝑔𝑚 𝑉𝐵𝐸 𝑅𝑝 De las relaciones del número de vueltas: 𝑉02 =

𝑁2 𝑉 𝑁1 01

𝑉03 =

𝑁3 𝑉 𝑁1 01

2. Haga un análisis en DC y determine el rango del potenciómetro 𝑅𝑃 y el valor de la resistencia 𝑅1 para obtener una corriente entre 100 y 300 μA.

Para 𝑅𝑝 = 14𝐾 la corriente es 295 μA y para 𝑅𝑝 = 100𝐾 la corriente es de 98 μA. 3. Describa la manera de obtener en forma experimental:

De la figura #1 se tiene: 𝐼𝑅2 = 𝐼𝐶1 + 𝐼𝐵1 + 𝐼𝐵2

a. La frecuencia de resonancia (mínima y máxima) de la bobina FI.

𝐼𝐶1 ≫ 𝐼𝐵1 + 𝐼𝐵2

Con el generador de frecuencias variar la sintonización del tanque hasta obtener la máxima salida (𝑉02𝑚𝑎𝑥 ) cuando la perilla de la bobina este en la parte más alta.

Pero:

Entonces: 𝐼𝑅2 ≅ 𝐼𝐶1

b. La inductancia 𝐿𝑖𝑛 , capacitancia 𝐶𝑖𝑛 .

Luego: 𝑉𝐵𝐸1 = 𝑉𝐵𝐸2 + 𝐼𝐶2 𝑅1 𝑉𝐵𝐸1 − 𝑉𝐵𝐸2 = 𝐼𝐶2 𝑅1 … (1) También se tiene: 𝐼𝐶1 = 𝛼𝐼𝑆𝑆 𝑒

𝑉𝐵𝐸1 𝑉𝑇

𝐼𝐶2 = 𝛼𝐼𝑆𝑆 𝑒

𝑉𝐵𝐸2 𝑉𝑇

Luego: 𝑉𝐵𝐸1 −𝑉𝐵𝐸2 𝐼𝐶1 𝑉𝑇 =𝑒 … (2) 𝐼𝐶2

De (1) y (2): 𝐼𝐶1 𝐼𝐶2 𝑅1 = 𝑉𝑇 ln … (3) 𝐼𝐶2

Colocamos un capacitor C conocido entre los terminales del tanque, disminuirá la frecuencia de resonancia, por lo que se tendrá que disminuir la frecuencia del generador y observar cual es la nueva frecuencia con la que resuena. Entonces tendríamos dos ecuaciones y dos incógnitas siendo posible el cálculo de 𝐿𝑖𝑛 y 𝐶𝑖𝑛 . c. Resistencia de pérdidas de la bobina. Con la ayuda del osciloscopio se mide las frecuencias inferior y superior que están dadas cuando la amplitud de salida presenta un valor de Amax ⁄√2 estas definen el ancho de banda: 𝐵𝑊 = 𝑓𝑠 − 𝑓𝑖 Se conoce: 𝑓0

Luego se tiene: 𝐼𝐶1 (𝑅𝑝 + 𝑅2 ) = 11.3 𝐼𝐶1 =

11.3 (𝑅𝑝 + 𝑅2 )

… (4)

Reemplazando (4) en (3): 𝐼𝐶2 𝑅1 = 𝑉𝑇 ln

11.3 (𝑅𝑝 + 𝑅2 )𝐼𝐶2

Asumiendo un valor de 10 Ω para 𝑅1 se puede calcular el rango de 𝑅𝑝 para una corriente entre 100 y 300 μA.

Luego: 𝑄𝑇 =

𝑅𝑝 𝑓0 = 𝑤0 𝐿𝑖𝑛 𝐵𝑊

4. Indique las consideraciones que se deben tomar en cuenta para escoger los transistores. Limitación de los dispositivos en alta frecuencia: En alta frecuencia el límite superior del dispositivo activo (transistor) depende o está limitado por la capacidad interna del mismo. La capacidad de difusión, esta surge cuando consideramos la juntura base-emisor. En este caso, cuando pasan huecos desde el emisor hacia el colector por difusión a través de la base y cuando el hueco se mueve a través de la base, por efecto de la tensión de señal aplicada 𝑉𝑖 , si se invierte la polaridad de esta tensión antes de que el hueco llegue al colector, el hueco tenderá a regresar al emisor y el colector no registrará esta corriente de señal. Esto último significa que si la frecuencia de 𝑉𝑖 aumenta la corriente de colector disminuirá debido a que algunas cargas son atrapadas en la base. Este efecto es el mismo que produciría un capacitor ubicado entre base y emisor (𝐶𝑏𝑒 ). Esta capacidad al depender del número de cargas en la región, aumenta casi linealmente con la corriente estática de emisor (𝐼𝐸𝑄 ). Esta capacidad 𝐶𝑏𝑒 es mucho mayor que 𝐶𝑏𝑐 y sus valores varían entre unos 100 pF y unos 5000 pF. Por esto los transistores de alta frecuencia se construyen para trabajar con una base lo más delgada posible.

III. EQUIPOS Y MATERIALES ✓ Transistores 2x2N2222 y BF494 ✓ Bobinas de FI de AM (blanca, negra y amarilla) ✓ Resistencias 10, 100, 2x1K, 2x10K Ω de 0.5W ✓ Potenciómetro 500KΩ de 0.5W ✓ Condensadores electrolíticos 1uF y 2x10uF ✓ Condensadores cerámicos 47pF y 100pF ✓ Fuente doble de alimentación. ✓ Osciloscopio y dos puntas de prueba. ✓ 1 multímetro ✓ 1 generador de ondas ✓ Panel de conexiones