AMPLIFICADOR MULTI ETAPA

AMPLIFICADOR MULTI ETAPA
(GANANCIA DE 20)
WILDER CANO
MIGUEL FLORES
En este trabajo se hablará sobre los
amplificadores,
un
elemento
fundamental para elevar el nivel de la
señal, que le meteremos a la entrada al
equipo, obteniendo a la salida la misma
señal, pero aumentada (amplificada). Al
ser un tema bastante electrónico se
intentará enfocar en la medida de lo
posible hacia el tema acústico. Se
diseñará algún modelo de amplificador
con unas características determinadas y
se implementará con un programa que
nos simulará el funcionamiento de este,
ya que físicamente no se realizará.
Los amplificadores de audio son
instrumentos el cual sirven para
amplificar las señales auditivas de
sonido. Este por medio de un circuito
electrónico que busca aumentar la señal
de salida y si poder escuchar a una
frecuencia muchomayor.
ING.VICTOR JOSE OLIVEROS
ORTIZ
GRUPO # 3
Diseñaremos un amplificador clase A, este
contara con tres etapas, dos para amplificar
voltaje y un TDA2030a. Las etapas 1 y 2
utilizaremos laconfiguración Emisor Común
con divisor de tensión, y para la etapa 3 se
utilizará la configuración del TDA sin
alimentación negativa
Componentes iniciales:
UNIVERSIDAD DEL
MAGDALENA




VCC = 12V
2N3904
RC = 4.7kΩ
𝐴𝑉 = 20
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA
ELECTRONICA
SANTA MARTA
(MAGDALENA)
20/10/2022
MULTIETAPA
Hallamos la resistencia en AC y DC
ETAPA 2
𝑅𝐴𝐶 = 𝑅𝐸 + 𝑅𝐶
𝑅𝐴𝐶 = 940Ω + 4.7𝐾Ω = 5.64𝐾Ω
𝑅𝐷𝐶 = 𝑅𝐸 + 𝑅𝐶
𝑅𝐷𝐶 = 940Ω + 4.7𝐾Ω = 5.64𝐾Ω
Hallamos la corriente de saturación
𝐼𝐶𝑄 = 𝑅
𝑉𝐶𝐶
𝐷𝐶 +𝑅𝐴𝐶
𝐼𝐶𝑄 =
12𝑉
= 1.07𝑚𝐴
5.64𝐾Ω + 5.64𝐾Ω
Hallamos el voltaje de corte
𝑉𝐶𝐶̀ = 2𝐼𝐶𝑄 (𝑅𝐴𝐶 )
𝑉𝐶𝐶̀ = 2(1.07𝑚𝐴)(5.64𝐾Ω) = 12.06𝑉
𝑉𝐶𝑄 =
𝑉𝐶𝐶̀
2
𝑉𝐶𝑄 =
12.06𝑉
= 6.03𝑉
2
Hallamos la resistencia térmica
𝐻𝐼𝐵 =
26𝑚𝑉
𝐼𝐶𝑄
𝐻𝐼𝐵 =
26𝑚𝑉
= 24.29
1.07𝑚𝐴
Tomamos la condición de diseño para RB
𝑅𝐵 = 0.1𝛽𝑅𝐸
𝑅𝐵 = 0.1(173.2)(940Ω ) = 16.28𝐾Ω
Hallamos el voltaje de base
𝐴𝑉 = −5
𝑅𝐶 = 4.7𝐾Ω
𝑉𝐵𝐵 = 𝑉𝐵𝐸 + 𝐼𝐶𝑄 (
𝑉𝐶𝐶 = 12𝑉
𝐻𝐸𝐹 𝑚𝑖𝑛 = 100
= 300
𝐻𝐸𝐹 𝑀𝐴𝑋
𝑅𝐵
+ 𝑅𝐸 )
𝛽
16.28𝐾Ω
𝑉𝐵𝐵 = 0.7𝑉 + 1.07𝑚𝐴 (
+ 940Ω )
173.2
= 1.80𝑉
Hallamos el promedio de la beta
Hallamos las resistencias R1 y R2
𝐻𝐸𝐹 = √100 × 300 = 173.2
𝑅1 =
Con la fórmula de ganancia hallamos RE
𝐴𝑉 =
𝑅𝐸 =
𝑅𝐶
= −5
𝑅𝐸
4.7𝐾Ω
= 940Ω ≈ 840Ω
5
𝑅1 =
𝑅𝐵
𝑉
1 − 𝑉𝐵𝐵
𝐶𝐶
16.28𝐾Ω
= 19.15𝐾Ω ≈ 18𝐾Ω
1.80𝑉
1 − 12𝑉
𝑅𝐵 × 𝑉𝐶𝐶
𝑉𝐵𝐵
𝑅2 =
𝑅2 =
16.28𝐾Ω × 12𝑉
= 108.53𝐾Ω
1.80𝑉
≈ 100𝐾Ω
Hallamos la resistencia de entrada para la
primera etapa
𝑅𝐸𝑁 =
𝑅𝐸𝑁 =
𝑅𝐵 (𝐻𝐼𝐵 + 𝑅𝐸 )
𝑅𝐵
+ 𝐻𝐼𝐵 + 𝑅𝐸
𝛽
16.28𝐾Ω(24.29 + 940Ω )
16.28𝐾Ω
173.2 + 24.29 + 940Ω
= 684.73Ω ≈ 680Ω
Hallamos el capacitor de acople
10
2𝜋𝐹𝑅𝐸𝑁
10
2𝜋(400𝐻𝑍 )(684.73Ω)
= 5.6𝑢𝐹
AMPLITUD DE LA SEÑAL DE
ENTRADA
 Amplitud 200mv
 Frecuencia 400hz
GANANCIA DE LA ESTAPA 2
𝐴𝑉 =
𝑉,𝑜
998𝑚𝑣
𝐴𝑉 =
= 4.99
𝑉𝑖𝑛,
200𝑚𝑣
Hallamos la resistencia en AC y DC
𝑅𝐴𝐶 = 𝑅𝐸 + 𝑅𝐶
ETAPA 1
𝐴𝑉 = −4
𝑉𝐶𝐶 = 12𝑉
𝑅𝐶 = 680Ω 𝐻𝐸𝐹 𝑚𝑖𝑛 = 100 𝐻𝐸𝐹 𝑀𝐴𝑋
= 300
Hallamos el promedio de la beta
𝑅𝐴𝐶 = 680Ω + 170Ω = 850Ω
𝑅𝐷𝐶 = 𝑅𝐸 + 𝑅𝐶
𝑅𝐷𝐶 = 680Ω + 170Ω = 850Ω
Hallamos la corriente de saturación
𝐻𝐸𝐹 = √100 × 300 = 173.2
𝑉𝐶𝐶
𝐷𝐶 +𝑅𝐴𝐶
𝐼𝐶𝑄 = 𝑅
Con la fórmula de ganancia hallamos RE
𝑅𝐶
𝐴𝑉 =
= −4
𝑅𝐸
4.7𝐾Ω
𝑅𝐸 =
= 170Ω
4
≈ 180Ω
𝐼𝐶𝑄 =
12𝑉
= 7.05𝑚𝐴
850Ω + 850Ω
Hallamos el voltaje de corte
𝑉𝐶𝐶̀ = 2𝐼𝐶𝑄 (𝑅𝐴𝐶 )
𝑉𝐶𝐶̀ = 2(7.05𝑚𝐴)(850Ω) = 11.985𝑉
𝑉𝐶𝑄 =
𝑉𝐶𝐶̀
2
𝑉𝐶𝑄 =
11.985𝑉
= 5.99𝑉
2
𝑅𝐸𝑁 =
2.94𝐾Ω(3.68 + 170Ω )
= 2.67𝑘Ω
2.94𝐾Ω
+ 3.68 + 170Ω
173.2
Hallamos el capacitor de acople
10
2𝜋𝐹𝑅𝐸𝑁
10
2𝜋(400𝐻𝑍 )(2.67𝑘Ω)
= 1.49𝑢𝐹
Hallamos la resistencia térmica
𝐻𝐼𝐵 =
26𝑚𝑉
𝐼𝐶𝑄
𝐻𝐼𝐵 =
26𝑚𝑉
= 3.68
7.05𝑚𝐴
Tomamos la condición de diseño para RB
𝑅𝐵 = 0.1𝛽𝑅𝐸
AMPLITUD DE LA SEÑAL DE
ENTRADA
 Amplitud 200mv
 Frecuencia 400hz
𝑅𝐵 = 0.1(173.2)(170Ω ) = 2.94𝐾Ω
Hallamos el voltaje de base
𝑉𝐵𝐵 = 𝑉𝐵𝐸 + 𝐼𝐶𝑄 (
𝑅𝐵
+ 𝑅𝐸 )
𝛽
2.94𝐾Ω
𝑉𝐵𝐵 = 0.7𝑉 + 7.05𝑚𝐴 (
+ 170Ω )
173.2
= 2.01𝑉
Hallamos las resistencias R1 y R2
𝑅1 =
𝑅1 =
2.94𝐾Ω
= 3.53𝐾Ω ≈ 3.9𝐾Ω
2.01𝑉
1 − 12𝑉
𝑅2 =
𝑅2 =
𝑅𝐵
𝑉
1 − 𝑉𝐵𝐵
𝐶𝐶
𝑅𝐵 × 𝑉𝐶𝐶
𝑉𝐵𝐵
2.94𝐾Ω × 12𝑉
= 17.55𝐾Ω ≈ 18𝐾Ω
2.01𝑉
Hallamos la resistencia de entrada para
hallar el capacitor
𝑅𝐸𝑁 =
𝑅𝐵 (𝐻𝐼𝐵 + 𝑅𝐸 )
𝑅𝐵
+ 𝐻𝐼𝐵 + 𝑅𝐸
𝛽
GANANCIA DE LA ESTAPA 2
𝐴𝑉 =
𝑉,𝑜
733𝑚𝑣
𝐴𝑉 =
= 3.66
𝑉𝑖𝑛,
200𝑚𝑣
MULTIETAPA
CONCLUSION
con este trabajo se puede concluir la forma
con la cual se procede al armado de un
amplificador
de
audio
utilizando
transistores, resistores y capacitores. Con
estos componentes conformamos las
diferentes etapas la cual dieron como
resultado el amplificador.
GANANCIA TOTAL
𝐴𝑉𝑇 = 𝐴𝑉1 × 𝐴𝑉2
La experiencia de construir el amplificador
nos dejó nuevos conocimientos sobre la
ganancia de voltaje y corriente que se va
adquiriendo a medida que se van
construyendo
las
etapas
y
los
comprobamos mediante simulación y
haciendo los cálculos para evidenciar que
todo este correcto y se encuentre en la
región lineal
𝐴𝑉𝑇 = 3.66 × 4.99 = 18.30
BIBLIOGRAFÍA
TDA2030A

Dispositivos electrónicos octava
edición,Thomas L. Floyd

ANÁLISIS DE CIRCUITOS EN
INGENIERÍA. William H. Hayt, jr,
Jack
E. Kemmerly, Steven M. Durbin

TEORÍA Y PROBLEMAS DE
CIRCUITOS ELÉCTRICOS. JOSEPH
A. EDMINISTER, M. S. E.

Fundamentos
de
Circuitos
eléctricos. Charles K. Alexander,
Matthew N. O. Sadiku.