DR 18/10/2011 - Clase 11 - Transistores (II)

Después de pasar unos días hablando de diodos y transistores estamos preparados para comprobar de manera experimental todo lo que hemos ido contando. Así pues, hemos probado el siguiente diseño en el laboratorio:

 

Primero de todo hemos montado el circuito que obtendríamos en el análisis de continua para encontrar el punto de trabajo, es el siguiente:

En este montaje hemos añadido un condensador de desacoplo para minimizar el efecto pelicular y capacidad parásita de los cables de la fuente. Los valores nominales de las resistencias del circuito son:

• RC = 4.7 KΩ
• RB = 1.6 MΩ

Los valores se han escogido para que ICQ ~ 1mA y VCQ ~ 4.5 volts. Con el osciloscopio medimos los siguiente valores:

• VCC = 9.06 volts
• VCQ = 4.15 volts
• VBEQ = 0.642 volts

Con el ohmímetro hemos medido las resistencias y hemos obtenido:

• RC = 4.697 KΩ
• RB1 = 816.2 KΩ 
• RB2 = 820.3 KΩ 

Así pues, calculamos los parámetros de nuestro circuito:

• ICQ = (VCC - VCQ)/RC = (9.06 - 4.15)/(4.697x10³) = 1.03 mA
• IBQ = (VCQ - VBQ)/(RB1 + RB2) = (4.15 - 0.642)/(816.2x10³ + 820.3x10³) = 2.14 µA
• ß = ICQ/IBQ = 481.3
• Rπ = VT/IBQ = 12.15 KΩ
• gm = ICQ/VT = 0.0396 mho
• gm·RC = 186.07

Ya tenemos caracterizado el punto de trabajo de nuestro amplificador. Ahora vamos a montar el circuito completo para analizar que tal funciona amplificando una pequeña tensión. Para ello hemos montado el circuito siguiente:

Hemos usado condensadores de 470 nF para ya de esta manera para frecuencias en el rango de OM se pueden considerar despreciables. Una vez hemos montado el circuito hemos ajustado el generador de funciones a 10 mV y 100 Khz. Hemos visualizado la señal de salida en el osciloscopio usando una sonda de baja capacidad y hemos podido comprobar como hay una asimetría entre los semi-ciclos positivos y negativos de la señal amplificada. Esto es debido a que cuando producimos pequeños desplazamientos y nos movemos sobre la curva de IE del transistor esta no es simétrica. Así pues, hemos calculado la amplificación  usando las tensiones de pico de las señales de entrada y salida. Con todo esto hemos dibujado la curva de respuesta en frecuencia de nuestro amplificador. Es la siguiente:

La amplificación decae conforme aumentamos la frecuencia. Tenemos que mejorar está curva ya que queremos que la amplificación sea más o menos constante en todo el rango de onda media. Lo haremos en la siguiente clase.