Trabajo De Amplificador Diferencial 1.docx

Amplificador Diferencial Con Fuente De Corriente Eduar Favian Ortiz Romero Departamento de Ingeniería Electrónica Universidad Autónoma De Colombia Bogotá, 14-marzo-2019

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RESUMEN: La presente consideración tiene como fin útiles como introducción a los amplificadores evidenciar las condiciones generales de un transistor operacionales 2n3904 en su polarización de continua (DC). DESARROLLO: Se requiere realizar un montaje con el transistor 2n3094 en polarización de modo común, teniendo En general todo el laboratorio busca evidenciar la relación existente entre los resultados teóricos y las en cuenta que tendremos una fuente de corriente, Los datos que se utilizarán para el análisis es el siguiente mediciones resultantes en dichas simulaciones. Para ello se realiza el respectivo montaje y se, hace un análisis de cómo es el comportamiento de amplificador 𝐴𝑑 = 100 trabajando con una adecuada polarización. Para ello aplicaremos la siguiente formula: Se trabajara un amplificador En modo común y 𝛽 ∗ 𝑅𝐶 utilizando fuentes de corrientes para garantizar un mejor 𝐴𝑑 = 2(𝑅𝐵 + 𝛽 + 1)𝑟′𝑒 rendimiento, en su debida polarización. El análisis se hará teniendo en cuenta que tenemos una ABSTRACT: resistencia de base de: The present consideration is intended to demonstrate the general conditions of a 2n3904 transistor in its DC bias. 𝑅𝐵 = 631𝛺 In general, the entire laboratory seeks to demonstrate the CIRCUITO MONTADO EN PROTEUS relationship between the theoretical results and the resulting measurements in these simulations. To do this, we worked with the Isis proteus program, making an analysis of how the behavior of the amplifier works with an adequate polarization. In common mode and using current sources to ensure better performance, in its proper polarization. INTRODUCCIÓN: parte fundamental de muchos amplificadores y comparadores es la etapa clave de la familia lógica ECL. En este tema se describen y analizan diferentes tipos de amplificadores diferenciales basados en dispositivos bipolares y FET. Se abordan técnicas de polarización y análisis de pequeña señal introduciendo los conceptos en modo diferencial y modo común que permiten simplificar el análisis de estos amplificadores. Por último, se presentan y estudian amplificadores diferenciales integrados complejos que resultan muy Para ello conocemos los siguientes valores a trabajar pág. 1

𝑉𝐶𝐶 = 12𝑉

𝑉𝑅𝐸 = 𝑉𝑍 − 𝑉𝐵𝐸

𝑉𝐸𝐸 = − 12𝑉

𝑉𝑅𝐸 = 4.7𝑉 − 0.6𝑉

𝛽 = 100 Dispuesto por el datasheet

𝑉𝑅𝐸 = 4.1𝑉

𝑅𝐵 = 100 𝛺

Teniendo VRE hallaremos la RE

𝑅𝐶 = 1.2 𝐾𝛺

𝑅𝐸 = 𝑅𝐸 =

𝑉𝑅𝐸 𝐼𝐸 4.1𝑉 10.4 𝑚𝐴

Teniendo estos datos necesitamos conocer los datos 𝑅𝐸 = 394 ≈ 390 faltantes Ahora encontraremos la IB 𝑅𝐸 = ? 𝐼𝑂 𝐼𝐵 = 𝐼𝐶 = ? 𝛽 𝐼𝑂 = ? 10.4 𝑚𝐴 𝐼𝐵 = Para ello utilizaremos las siguientes ecuaciones 100 𝐼𝐵 = 104𝜇𝐴 ECUACIONES DE POLARIZACION EN DC Conociendo IB hallaremos la R1 en donde tenemos un Asumimos que en el VCEQ la IC Y RC estarán en 0 para voltaje de 7.3V y paso a seguir hallaremos la corriente suponiendo que por el diodo Zener transitan 5 𝑚𝐴. su respectivo análisis. 𝐼𝑅1 = 𝐼𝑍 + 𝐼𝐵 𝑉𝐶𝐸𝑄 = 𝑉𝐶𝐶 + 𝑉𝐸 − 𝐼𝐶 ∗ 𝑅𝐶 𝑉𝐶𝐸𝑄 =

𝑉𝐶𝐸 𝐶𝑂𝑅𝑇𝐸 2

𝑉𝐶𝐸𝑄 = 12𝑉 + 0.6𝑉 − 𝐼𝐶 ∗ 1.2𝐾𝛺 𝑉𝐶𝐸𝑄 = 12.6 𝑉 12.6𝑉 𝑉𝐶𝐸𝑄 = 2 𝑉𝐶𝐸𝑄 = 6.3𝑉 Ahora remplazaremos en la ecuación original 𝑉𝐶𝐸𝑄 = 𝑉𝐶𝐶 + 𝑉𝐸 − 𝐼𝐶 ∗ 𝑅𝐶 6.3𝑉 = 12𝑉 + 𝑂. 6𝑉 − 𝐼𝐶 ∗ 1.2 𝐾 6.3𝑉 𝐼𝐶 = 1.2𝐾𝛺 𝐼𝐶 = 5.2 𝑚𝐴 Conociendo la IC podemos hallar la IO

𝐼𝑂 = 2 ∗ 𝐼𝐶 𝐼𝑂 = 2 ∗ 5.2 𝑚𝐴 𝐼𝑂 = 10.4 𝑚𝐴

𝐼𝑅1 = 5𝑚𝐴 + 104𝜇𝐴 𝐼𝑅1 = 5.1 𝑚𝐴 Conociendo la IR1 podremos hallar la R1 𝑉𝑅1 𝑅1 = 𝐼𝑅1 7.3𝑉 𝑅1 = 5.1 𝑚𝐴 𝑅1 = 1.43𝐾 ≈ 1.5 𝐾

Voltaje en la RC 𝑉𝑅𝐶 = 𝐼𝐶 ∗ 𝑅𝐶 𝑉𝑅𝐶 = 5,2𝑚𝐴 ∗ 1.2𝐾Ω 𝑉𝑅𝐶 = 6.2 𝑉

Ahora hallaremos VCE 𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 + 𝑉𝐸 − 𝐼𝐶 ∗ 𝑅𝐶 𝑉𝐶𝐸 = 12𝑉 + 0.6𝑉 − 6.2𝑉 𝑉𝐶𝐸 = 6.4𝑉

𝑉𝐸 = 7.3𝑉 + 0.6𝑉

Con todos los valores ya encontrados podremos verificar la ganancia diferencial del circuito Ad. 100 ∗ 1.2𝑘 𝐴𝑑 = 2(100 + 100 + 1 ∗ 5𝛺)

𝑉𝐸 = 7.9 𝑉

𝐴𝑑 = 99.18 ≈ 100

Conociendo IO se puede hallar el VE Y VRE

𝑉𝐸 = 𝑉𝐵 + 𝑉𝐵𝐸

Para halla el voltaje en la RE utilizamos la siguiente formula

𝐴𝑑 = 100 pág. 2

CALCULOS TOMADOS EN EL LABORATORIO Voltaje en la resistencia emisor

Voltaje en el colector emisor

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Voltaje en la resistencia colector

Voltaje en el colector emisor

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Voltaje en el colector emisor

Voltaje en el diodo zener

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Corriente en la resistencia 1

Corriente IO

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Corriente IC

Corriente IE

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Comparación de resultados RESULTADOS DEL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL TEORICOS VCC 12V VEE 12V BETA 100 VE 7.9V VRE 4.1V VRC 6.2V VCE 6.4V VR1 7.6V IC 5.2mA IO 10.4mA IE 10.4mA IB 104µA IR1 5,1mA

PRACTICOS VCC 12V VEE 12V BETA 225 VE 7.89V VRE 4.13V VRC 6.36V VCE 6.91V VR1 7.29V IC 5.0mA IO 10.57mA IE 10.37mA IB 102µA IR1 4.77mA

CONCLUSIONES: El propósito de esta sección es poder validar los resultados teóricos, con los resultados tomados en el laboratorio, encontrando que el margen de error es un porcentaje bajo, teniendo en cuenta que los resultados pueden variar debido a que el transistor trabaja con betas diferentes, dispuestos por el fabricante, para nuestro caso el resultado fue lo esperado tanto teórico como practico, teniendo un margen de error de 0%.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky Prentice Hall Mexico Octava edición 2003. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales Robert F. Coughlin y Frederick F. Driscoll Prentice Hall Quinta Edición 1998. Fundamentos de Circuitos Eléctricos J. R. Cogdell Pearson Edition.

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