AMPLIFICADOR PUSH PULL BJT.

Electrónica I. Guía 8
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Facultad: Ingeniería.
Escuela: Electrónica.
Asignatura: Electrónica I.
Lugar de ejecución: Fundamentos Generales (Edificio 3,
2da planta).
AMPLIFICADOR PUSH PULL BJT.
Objetivos específicos
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Observar el comportamiento del amplificador complementario en configuración PUSH-PULL en
clase B.
Observar el efecto de la distorsión de cruce en un amplificador clase B.
Explicar el comportamiento de la misma configuración PUSH-PULL clase AB.
Explicar qué sucede con la distorsión de cruce en la configuración AB.
Materiales y equipo
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1 Transistor 2N2219A o equivalente
1 Transistor 2N2905A o equivalente
2 Resistencias de 330 Ω
2 Diodos 1N4001
1 Resistencia de 1 KΩ
1 Resistencia de 10 KΩ
1 Resistencia de 100 KΩ
1 Osciloscopio de dos canales
1 Par de puntas para multimetro
1 Par de puntas para osciloscopio
1 Breadboard
1 Unidad PU-2000 con PU-2200
Alambre de telefonia
Introducción Teórica
En un amplificador clase B en contrafase se emplean dos transistores complementarios (un transistor NPN
y un transistor PNP) para llevar a cabo la operación de contrafase.
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Electrónica I. Guía 8
En la Figura a) se muestra un amplificador complementario en contrafase. Para v I > 0, el transistor Qp se
mantiene desactivado y el transistor QN funciona como seguidor de emisor. Para un valor suficientemente
grande de vI, QN se satura y el voltaje de salida máximo es:
VCE(máx) = VCC – VCE(sat) (Ecuación 1)
Para vI < 0, el transistor QN se mantiene desactivado y el transistor Qp funciona como seguidor de emisor.
Para un valor negativo lo suficientemente grande de vI, Qp se satura y el voltaje de salida máximo
negativo es
-VCE(máx) = - (VCC – VCE(sat)) = - VCC + VCE(sat) (Ecuación 2)
Si se supone que los transistores son idénticos, con VBE1 = VBE2 = VBE, el voltaje de salida está dado por
vO = vI - VBE para – 0.7 V ≤ vI ≤ 0.7 V (Ecuación 3)
que da la característica de transferencia de v O en función de vI de la Figura b). Sin embargo, durante el
intervalo – 0.7 V ≤ vI ≤ 0.7 V, tanto QP como QN permanecen desactivados, y vO = 0 esto crea una zona
muerta y una distorsión por cruce en el voltaje de salida como se ilustra en la Figura c)
Electrónica I. Guía 8
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Figura c) Distorsión de cruce
La eficiencia (ŋ) es un parámetro que relaciona la potencia de la carga respecto a la potencia de la fuente
de alimentación de CD en sus términos máximos es de 78.5%
La distorsión por cruce de un amplificador clase B complementario en contrafase se minimiza o es
eliminada con un amplificador clase AB, en el cual los transistores funcionan en la región activa cuando
el voltaje de entrada vI es pequeño (vI ≈ 0 V). Los transistores se polarizan de tal forma que cada uno de
ellos conduce para una pequeña corriente de polarización IQ Cuando v I = 0 V. En las Figuras siguientes
se muestra un circuito de polarización.
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Electrónica I. Guía 8
Procedimiento
AMPLIFICADOR CLASE B
1. Arme en breadboard el siguiente circuito de un amplificador PUSH- PULL clase B que se muestra en la
Figura 1.
Figura 1. Amplificador PUSH-PULL clase B
2. Encienda el PU-2000
3. Ajuste la fuente PS-1 a 10V
4. Ajuste la fuente PS-2 a –10V
5. Ajuste el generador en onda senoidal de frecuencia 1kHz y 8V pico a pico de amplitud.
6. Mida el voltaje base- emisor con un voltímetro.
7. Conecte el canal 1 del osciloscopio en la entrada del circuito.
8. Conecte el canal 2 del osciloscopio en la resistencia R3.
9. Dibuje en el oscilograma a continuación la forma de onda obtenida a la salida del circuito
amplificador.
Electrónica I. Guía 8
TIME/DIV
VOLTS/DIV
VOLTS/DIV#
#1
2
Oscilograma 1.
10. Registre el valor de amplitud presente en la señal de salida. VR3 = _______V
11. ¿Es la salida perfectamente senoidal?
12. Cambie el valor de R3 = 1kΩa R3 = 10kΩ ¿Ha habido un cambio en la señal de salida?
13. Cambie el valor de R3 = 10kΩa R3 = 100kΩ ¿Ha habido un cambio en la señal de salida?
14. Apague el PU-2000
15. Haga los siguientes cambios al circuito como se muestra en la Figura 2.
Figura 2. Amplificador PUSH-PULL clase AB
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Electrónica I. Guía 8
16. Mantenga los ajustes de la parte anterior en las fuentes y en la señal de entrada.
17. Mida el voltaje base- emisor con un voltímetro.
18. Dibuje la señal de salida en la resistencia R3 en el siguiente oscilograma.
TIME/DIV
VOLTS/DIV
VOLTS/DIV#
#1
2
Oscilograma 2
19. Cuál es la diferencia en la señal de salida del circuito de la Figura 1 con el de la Figura 2?
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________
20. Apague la fuente, desconecte el circuito y entregue los componentes en orden.
Electrónica I. Guía 8
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Análisis de Resultados
1. Haga la deducción de la eficiencia para un amplificador de clase AB
2. ¿Cuál es el motivo por el cual se da la distorsión de cruce?
3. ¿Qué problemas se pueden presentar si una señal de salida no es perfectamente senoidal
(sugerencia: investigue sobre el análisis en el dominio de la frecuencia mediante las técnicas de
transformación de Fourier)
4. ¿Qué efecto se produce al ubicar los diodos entre las bases de los dos transistores?
5. En términos de funcionamiento, ¿cuál es la función de los diodos en el circuito del amplificador
AB?
6. ¿Por qué la señal de salida tiene casi la misma amplitud de la señal de entrada?
7. Si este es un amplificador de potencia, ¿Qué otra magnitud varía si el voltaje permanece casi
constante?
8. Diseñe un amplificador clase AB para una potencia de 300mW con una resistencia de carga de
100Ω, presente los criterios de diseño empleados y las características de los transistores que
empleó.
Bibliografía
•
Boylestad, Robert,
Electrónica:
Hispanoamericana, S. A. 1997
Teoría
de
Circuitos,
sexta
edición.
Prentice-Hall
•
Savant Jr, Diseño electrónico y sistemas. Tercera edición, Pearson educación, México ,2000
•
Rashid, Muhammad, Circuitos Microelectrónicos, Análisis y Diseño, Thomson editores 2000.
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Electrónica I. Guía 8
Hoja de cotejo:
8
Guía 8: Amplificador PUSH PULL BJT.
Alumno:
Puesto No:
Docente:
GL:
Fecha:
EVALUACION
CONOCIMIENTO
%
1-4
5-7
8-10
35
Conocimiento deficiente de los
siguientes fundamentos
teóricos:
Conocimiento y
explicación
incompleta de
los
fundamentos
teóricos.
Conocimiento
completo y
explicación clara
de los fundamentos
teóricos.
Cumple sólo
con dos de los
criterios.
Cumple con los tres
criterios.
-Funcionamiento de un
amplificador clase B.
-Funcionamiento de un
amplificador clase AB.
-Distorsión de cruce por cero.
APLICACIÓN DEL
CONOCIMIENTO
60
Cumple sólo con uno o
ninguno de los siguientes
criterios:
-Obtiene la forma de onda de
salida de un circuito
amplificador push pull.
-Sabe interpretar que sucede
cuando se incrementa la
resistecia de carga.
-Sabe como corregir la
distorsión de cruce por cero.
ACTITUD
TOTAL
2.5
-Es un observador pasivo.
-Participa
ocasionalmente
pero sin
coordinarse con
su compañero.
-Participa de forma
propositiva e
integral en toda la
práctica.
2.5
-Es ordenado pero no hace uso
adecuado de los recursos.
-Hace uso
adecuado de los
recursos de
manera segura,
pero es
desordenado.
-Hace un manejo
responsable y
adecuado de los
recursos de acuerdo
a pautas de
seguridad e higiene.
100
Nota