CIRCUITOS AMPLIFICADORES DE POTENCIA Y RESPUESTA EN FRECUENCIA
Yesney RodríguezPráctica o problema3 de Agosto de 2018
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GUIA DE EJERCICIOS DE ELECTRONICA II
CIRCUITOS AMPLIFICADORES DE POTENCIA Y RESPUESTA EN FRECUENCIA
AMPLIFICADORES CLASE B , AB
Problema # 1 : a) Calcular el rendimiento de la etapa si vi = 5senwt , despreciando el efecto de IQ
b) Repetir el apartado anterior teniendo en cuenta las fuentes de corriente IQ .
c) Si vi = 7.5 senwt calcular la potencia de las fuentes de alimentación DC , de la carga y de los transistores
d) Hallar la curva de transferencia .
[pic 1]
2. a) Calcular la potencia de salida en la carga , PCC , la eficiencia (η) y la disipación de potencia de cada transistor en la etapa de salida complementaria de la figura 5 ( desprecie las perdidas en las resistencias R2 , R1 y Re ) b) trace la recta de carga de ca y grafique icmax y Vcemax c) Grafique a escala la forma de onda en el colector y en la carga d) Repita el inciso (a) si VCE sat = 0,2V
[pic 2]
3.- Diseñe un amplificador Push – Pull clase B con simetría complementaria compensado por diodos para alimentar una carga de 4 Ω a ± 5V para in intervalo de frecuencias de 50 Hz a 20000 Hz. Los diodos tienen resistencia directa Rf = 10 Ω . Determínese todas las tensiones y corrientes en reposo para VCC = 16 V. Calcúlese la máxima potencia que se extrae de la fuente de alimentación , la potencia desarrollada en la carga y el manejo de potencia de los transistores por utilizar.
[pic 3]
4.- Diséñese un amplificador clase B de simetría complementaria compensado por diodos para excitar una carga de 4 Ω con potencia de 1W para un intervalo de frecuencia de 20 Hz a 20 KHz. Utilícense transistores npn y pnp complementarios con β = 100 y VBE = ± 0.7 V . los diodos tienen una Rf = 50 Ω. Sea VCC = 12 V . Determínese : R2 , Ren , C1 , C2 , Pc1T , Ai
[pic 4]
5.- Diséñese un amplificador clase B de simetría complementaria compensado por diodos para excitar una carga de 4 Ω con potencia de 2W para un intervalo de frecuencia de 30 Hz a 30 KHz. Utilícense transistores npn y pnp complementarios con β = 100 y VBE = ± 0.7 V . Los diodos tienen una Rf = 5 Ω. Sea VCC = 16 V . Determínese : R2 , Ren , C1 , C2 , Pc1T , Ai
[pic 5]
6.- Diseñe un amplificador de simetría complementaria para excitar una carga de 8 Ω utilizando un β = 60 , VBE = ± 0.7 V , VCC =20 V y un intervalo de frecuencia de 100 Hz a 15 kHz . Utilicese el circuito de la figura 17 con Ai = 20 .
a) Encuentrese las corrientes y tensiones estacionarias y/o de reposo
b) PL ,PCC y η
c) Seleccione valores de C1 , R1 y R2
d) Determine Ren
[pic 6]
7- Diseñe un amplificador de simetría complementaria para excitar una carga de 8 Ω utilizando un β = 80 , VBE = ± 0.7 V , VCC =16 V y un intervalo de frecuencia de 20 Hz a 20 kHz . Utilicese el circuito de la figura 18
a) Encuentrese las corrientes y tensiones estacionarias y/o de reposo
b) PL ,PCC y η
c) Seleccione valores de C1 , R1 y R3 para Ai = 40
d) Determine Ren y el manejo de potencia de los transistores
[pic 7]
8.- Diséñese un amplificador clase B de simetría complementaria compensado por diodos para excitar una carga de 8 Ω con potencia de 5W para un intervalo de frecuencia de 50 Hz a 20 KHz. Utilícense transistores npn y pnp complementarios con β = 80 y VBE = ± 0.7 V . Los diodos tienen una Rf = 4 Ω. Sea VCC = 24 V . Determínese : a) R2 , Ren , C1 , C2 , Pc1T , Ai
[pic 8]
9.- Diséñese un amplificador clase B de simetría complementaria compensado por diodos para excitar una carga de 8 Ω con potencia de 80W para un intervalo de frecuencia de 100 Hz a 20 KHz. Utilícense transistores npn y pnp complementarios con β = 200 y VBE = ± 0.7 V . Los diodos tienen una Rf = 4 Ω. Sea VCC = 80 V . Determínese : R2 , Ren , C1 , C2 , Pc1T , Ai
[pic 9]
RESPUESTA EN FRECUENCIA
Problema # 1 : Determinar la respuesta en baja y alta frecuencia del amplificador de la figura 1 ( β = 50 , hie = 500 , ft = 450 Mhz , Cbc = 1 pf , Cce = 2 pf ) Resp : ICQ = 2.6 ma ; Cbe = 37 pF ; fL = 168 Hz , fH = 26.5 Mhz
[pic 10]
Problema # 2 : Hallar el valor de C3 de manera que la frecuencia de corte inferior wL = 5 rad/s ( β = 50 ) Resp : ICQ = 4,134 ma ; hie = 315 Ω ; C3 = 203,89 uF
[pic 11]
Problema # 3 : a) Hallar c1 y c2 para que Ai tenga un polo doble en 10 rad/s b) Determinar C1 y C2 para que la respuesta en baja frecuencia sea polo dominante wL = 10 rad/s c) Obtener el diagrama de Bode de la ganancia de corriente Ai para los casos (a) y (b) y dibujar con MATLAB
ICQ == 1 ma ; β = 20 Resp : a) hie = 520 Ω ; C1 = 50 uF , C2 = 1.48 mF b) C1 = 500 uF , C2 = 1.48 mF
c) caso (a) Ai = -0.444 S ( S + 0.675 ) / S + 10 )2 caso (b) Ai = -4.44 S ( S + 0.675) / (S +1) (S +10 )
[pic 12]
Problema # 4 : a) Obtener la respuesta en baja frecuencia fL b) Determinar la expresión de la ganancia AV c) Dibujar el diagrama de Bode ( β = 200 ; VBE = 0.7 V )
[pic 13]
Respuesta : a) fLc1 = 1,75 Hz ; fLc2 = 15,915 Hz por lo tanto fL = 15,915 Hz
b) AV = - 4.52898 S2 / ( S + 11) ( S + 100 )
c)
[pic 14]
Problema # 5 : En el circuito amplificador JFET de la figura , a) Calcular el valor de C2 para que la frecuencia de corte coincida con fLC1 b) Hallar la ganancia de tension en el rango de frecuencias medias AVmed c) Calcular la frecuencia fL del amplificador.
Respuesta : a) C2 = 2.5 uF b) AVmed = - 2.5 c) fL = 24.5 Hz
[pic 15]
Problema # 6 : Determinar : a) El punto Q ( IDQ , VGSQ ) b) Hallar fL y fH ( Cgs = 5 pf , Cds = 3 pf , Cgd = 2 pf )
Transistor 2N5457 : IDSS = 3 ma ; VP = - 4 V
Resp : a) IDQ = 1.3 ma , VGSQ = -1.3 V b) fL ≈ 33 Hz , fH ≈ 9.8 MHZ
[pic 16]
Problema # 7 : Determinar fL y fH en el amplificador emisor común de la figura 7 ( β = 250 , fT = 800 MHZCbc = 1 pf , Cce = 3 pf , VCC = 12 V , R1 300kΩ , R2 = 150kΩ , RE = 330Ω , RC = 3.3 kΩ , Rs = 1kΩ, RL = 1 kΩ )
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