El documento presenta los resultados de un experimento sobre la respuesta en alta frecuencia de un amplificador de una sola etapa. El experimento midió la ganancia y señal de salida del amplificador a diferentes frecuencias, determinando que la frecuencia de corte superior fue aproximadamente 700 kHz, punto en el que la señal de salida cayó a 0.707 de su valor a frecuencias medias. El análisis en alta frecuencia se realizó usando el modelo híbrido π debido a que considera las capacidades parasitas del transistor.

1. FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERÍA ELECTRICA
Curso:
Circuitos electrónicos II
Trabajo:
Informe final Nº4
Tema:
Respuesta en Alta Frecuencia de un Amplificador de una Sola
Etapa
Alumno:
VILCHEZ JESUS CHRIS MICHAEL 09190019
Profesor:
Ing. CELSO GERONIMO
16 de febrero del 2015

2. TEMA: RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA DE UN
AMPLIFICADOR DE UNA SOLA ETAPA
I.OBJETIVOS
 Estudiarel comportamientoenaltasfrecuenciasde un amplificadorde audio.
II. INFORME PREVIO
1. Definir rbb´
, rb´
e,rb´
c,rce,cb´
e,cb´
c,gm,fβ,ft.
rbb´: La resistenciadistribuidade labase,se relacionaconel parámetro h,hie,que esla
resistenciaconlasalidaencorto.En el momentohibridoπ,estase denominaamenudo
como rπ si se aplicaun corto circuitoentre el emisorycolector,se obtiene:
𝒉𝒊𝒆 = 𝒓𝝅 = 𝒓𝒃𝒃´ + 𝒓𝒃´𝒆//𝒓𝒃´𝒄
rb´
e: La resistenciade entrada(rπen el modelohibrido)se aproximapormediode la
razón: 𝐫𝛑 =
𝐕𝐛´𝐞
𝐈𝐛
rb´
c: Resistenciade retroalimentación, rce ;resistenciade salidadel transistor.
cb´
e y cb´
c; son lascapacitanciasparasitasdel transistor. cb´
ces lacapacitanciade la
unioncolector-base apesarde que esuna capacitanciavariable,sueleconsiderarse
constante enuna regiónde operaciónparticulardel transistor.La capacitanciacb´
e,lacual
escapacitor base- emisor.El valorde este capacitoraparece enlas hojasde datos como
Cib´.Esta capacitanciaes la sumade la capacitanciade difusióndelemisoryla
capacitanciade la uniondel emisor.Debidoaque el primercapacitoresel masgrande de
losdos, cb´
e es aproximadamente igualalacapacitanciade difusion(conocidatambién
como capacitanciade carga de la base).
fβ y ft : sonfrecuanciascaracterísticas,f B esla frecuenciaparacuandoel factor de
gananciadel transistorempiezaavariar.Ft es lafrecuenciamáximade operacióndel
transitorse da cuando la gananciaesigual a cero.

3. 12kΩ
56kΩ 1.5kΩ
0.68kΩ
C3
22µF
C4
22µF
C1
100µF 10kΩ
R4
1kΩ
V1
12 V
XFG1
2. En el circuito del experimento,de acuerdoal modeloπ del transistor en altas
frecuencias,encontrar una expresiónpara fb/ft.
ModeloHibrido
Sabemos por definición que:
erbcCbeCb
f
').''.(.2
1
'



 y
eCb
gm
fT
'..2 

Entonces tenemos la división:
eCb
gm
erbcCbeCb
f
f
T
'..2
').''.(.2
1
'

 

medT hfecCbeCb
eCb
f
f
).''(
''



rb´b
rb´e
rce
Cb´e
Cb´c
gmVb´e

4. 3. Considerando que cb´
c <0.1-50p F>, cb´
e<100-1000p F> rb´
e=VThfe/IEQ, encontrar el
punto de corte superioraproximado ennuestro circuito.
4.
5.
Hacemos el análisis en alterna para circuito de alta frecuencia (Modelo ¶) considerando
que las capacitancias físicas se hacen corto circuito y que rbc= , rce= , Cwo=0, Cwi=0,
entonces tenemos:

5. Por dato sabemos que los valores:
pFCbcpF 501.0  y pFCbepF 1000100 
Debemosde usarel teorema de Miller ,así hacemos que la capacitancia Cb’c se convierta
enuna de entrada y unade salida,peroparaestodebemosde hallarlagananciade voltaje
a frecuencias medias.
La ganancia de volatje para frecuencias medias en el circuito es:
e
L
V
r
RRc
A
//

Para hallarestaganancia de voltaje debemoshallarlacorriente ICQ entoncestenemosque:
La corriente ICQ es:
mA
k
K
vv
ICQ 92.1
68.0
200
9.9
7.01.2




Por lo tanto podemos hallar la resistencia dinámica:
6.
CQ
e
I
mV
r
26
 =13.54Ω
Entonces:
7. AV=
54.13
5.1//10 kk
= -96.33

6. Entonces tenemos que la capacitancia Miller de entrada y de salida varía entre un rango
de valoresdebidoaque la capacitanciaCb’cesta entre unmargende valores,entonceslas
capacitancias son:
))33.96(1(50))33.96(1(1.0  pFCpF MI
pFCpF MI 4860733.9 
y
))
33.96
1
(1(50))
33.96
1
(1(1.0



 pFCpF Mo
pFCpF Mo 5.501.0 
La resistencia rbe es:
krr ebe 7.2 
Con estos datos tenemos ahora el circuito equivalente resultante:
Entonces hallamos los valores de la frecuencias de corte:
Para la frecuencia de entrada:
CbeCC MITENT 
Entonces la capacitancia de entrada se encuentra entre los valores de:
pFCpF TENT 5850733.109 
Y la resistencia de entrada equivalente es:
rbeRRiR BTENT ////

7. kRTENT 67.0
Entonces la frecuencia de entrada de corte es:
TENTTENT
Hi
CR
F


2
1
=
TENTC
4
10375.2 

Como pFCpF TENT 5850733.109  entonces:
pFCpF TENT 5850
11
733.109
1

Multiplicando por 4
10375.2 
 entonces:
MHzFMHz HI 164.20405.0 
Para la frecuencia de salida:
MoTSAL CC 
Entonces la capacitancia de entra se encuentra entre los valores de:
pFCpF TSAL 5.501.0 
Y la resistencia de entrada equivalente es:
LTSAL RRcR //
kRTSAL 3.1
Entonces la frecuencia de entrada de corte es:
TSALTSAL
Ho
CR
F


2
1
=
TSALC
4
1022.1 

Como pFCpF TSAL 5.501.0  entonces:
pFCpF TSAL 1.0
11
5.50
1

Multiplicando por 4
1022.1 
 entonces:

8. MHzFMHz H 1210415.2 0 
Ahoraencontraremoslafrecuenciade corte debidoabeta.
Tenemosque:
Por ultimotomamosel valormásbajode los tresvaloresque es aproximadamente 0.0405
MHz.
4.-En altas frecuencias¿Cuál de las configuracionesde transistor será más conveniente? ¿por
qué?
La configuraciónhibridaπ,esla másconveniente paraaltas frecuenciasyaque cuentacon
losparámetrosque salena relucirparaaltas frecuenciascomolascapacitanciasparasitas.
rb´b
rb´e
rce
Cb´e
Cb´c
gmVb´e
reCC
f
cbeb .)..(.2
1
'
'' 



pFcCbeCbpF 1050''1.100 
MHzfMHz 59.0'056.0  

9. 12kΩ
56kΩ 1.5kΩ
0.68kΩ
C3
22µF
C4
22µF
C1
100µF 10kΩ
R4
1kΩ
V1
12 V
XFG1
III. MATERIAL Y EQUIPO:
1. 1 transistor2N2222
2. Resistores(1/4W):56k, 12k, 10k, 1.5k, 0.68k, 1k
3. Condensadores:2(22uf),100uf
4. 1 Multimetrodigital
5. 1 Generadorde señales
6. Osciloscopio
7. Fuente DC
IV. PROCEDIMIENTO:
1. Implementamosel siguiente circuito.

10. 2. Sinaplicarla señal a medir:
Vce=7.77 ICQ= 1.99m A
3. Encontrar la máximaseñal de salidasindistorsión.
Aquí ajustamoslaseñal de entradamáximaconla
condiciónde que laseñal de salidanose distorsione.
La señal sindistorsiónenlasalida,nosarrojoel siguiente valorenlaentrada:
Vi(pp)=(5m)(2.5)=12.5mv
Vi(p)=6.25mv
Para la cual nos dioun voltaje enlasalidade:
Vo= 0.75v
Todosestosresultamoslostenemosparaunfrecuencia mediade 1kHz.
En la graficase muestralamáximaseñal de salidasindistorsiónconunafrecuenciade
1KHz, para dicha señal de salidatendremosunaseñal de entradaque seráconstante en
todoel procedimiento esporesoque la caída de la gananciaensu 0.707 de su valorsolo
depende de laseñal de salidaesporesoque de maneradirectasolose multiplicaVopor
0.707 para sabera que salidatenemoslafrecuenciade corte superior.

11. Ao= (0.75)/(6.25m)=120
4. Llenarla siguientetabla.Note que el puntode corte superior se encuentraauna
frecuenciaenque Voes0.707 de su valor.
Ahoraencontraremoslafrecuenciade corte,variaremoslafrecuenciaypondremos
atencióna laseñal de salidaya que cuandoestasea (0.75)(0.707)v=0.53025v, a cierta
frecuenciaestaserálafrecuenciade corte superior.
Para una frecuenciade 700KHz tenemosunaseñal de salidade: (2.65)(200m)v=0.53v
F(Hz) 800 1k 100k 200k 300K 700K 900K 1.5M 2.5M 3.5M 5M 7M 10M
Vo(V) 0.76 0.76 0.75 0.7 0.7 0.53 0.46 0.3 0.2 0.15 0.1 0.06 0.04

12. Vo/Vi
(d B)
41.6 41.6 41.5 40.9 40.9 38.5 37.3 33.6 30.1 27.6 24 19.6 16.1

13. Observamosenel cuadroy enlas graficasque despuésde lafrecuenciade corte superiorhayuna
caída enla ganancia,y conforme se incrementala frecuencialagananciatiende acero.
Para las frecuenciasantesde lafrecuenciade corte superiorlagananciaescasi constante hasta
llegara unpunto de corte inferior,estose estudioenlaexperienciaanterior.
V. Cuestionariofinal
1. Grafique enel papel semilogaritmico(segúnla tabla) la ganancia de voltaje (expresadaend B)
vs frecuencia.
2. Comentariodel grafico.
En el graficotenemosaciertasfrecuenciasmediasunagananciacasi constante,perocuando
llegamosaciertafrecuenciatenemosunacaídade ganancia enun 0.707 de su valor,a esta
frecuenciadonde se produce este efectode caídase le llamafrecuenciade corte superior,que es
la que ocasionanlascapacidadesparasitasdel transistor,análogoal corte de bajafrecuenciaque
son producidasporloscapacitoresde acoploy desacoplo.Despuesde estacaída de ganancia
observamosunabruscacaída de ganancia conforme aumentamoslafrecuenciaapartirde la
frecuenciade corte superior.
A altasfrecuenciastambiénexiste unaalteracióndel factorde amplificación(β), puestoque hay
frecuenciasque estánenfunciónde lapolarizacióndeltransistor,ylacorrectapolarizacióndel
transistornosda un precisovalordel factorde polarización.

14. 3. De acuerdo a su grafico encontrar fh.
En el graficoel puntode corte superiorse da aproximadamente para700KHz.
4.¿ Qué conclusionesobtuvodel experimento?
 A altas frecuencias aparecenlascapacidadesparasitasdel transistor cb´
e, cb´
c, cce.
 La mejormanerade poderrealizarel análisisenaltafrecuenciaesutilizandoel modelo
de parámetrohibrido(π),puestoque aparecenlosparámetrosdeseados.
 Cuandola salidadel amplificadorcae en 0.707 de su valorenfrecuenciasmedias,
observamosque se daa ciertafrecuenciayenese momentoocurre lacaída del anchode
banda hastaun valorcasi nulo
 En estaexperienciase pudodemostrarque cuandoel transistoropera comoun
amplificadorenbajasfrecuenciaslafrecuenciade corte estarádeterminadaporel valor
de las frecuenciasde cortesde loscondensadores,independientemente unode otro.
 Tambiénse pudoobservarque cuandose varía el valorde los condensadoresenfactores
de 10, es decirelevarunoyaumentarel otro enla mismacantidad;laganancia de voltaje
no se alteray la frecuenciade corte esprácticamente lamisma.
 Se pudo apreciarque eneste tipode amplificador,el voltaje de salidaestadesfasadoen
180° al voltaje de entrada,peroestonoimpide que el circuitoamplifique.
 Cuandoel condensadorque se encuentraenunaparte de laresistenciadel emisorlo
conectamosa toda laresistenciadel emisor,obtenemosunamáximaamplificacióndel
circuito,locual nosda un amplificadorconmayorrangode amplificación,de tal manera
si queremosque amplifiquemenos,disminuiremosel valorde laresistenciaque se
 encuentre enparaleloconel condensadordel emisor.
VII. BIBLIOGRAFIA
Teoría de circuitos R.Boylestad
Circuitoselectrónicos Ghausi

15. Electrónicabásica,separata2 Raga( UNI-FIEE)+
Diseñoelectrónico Savat