Un documento describe el diseño de un amplificador de tensión utilizando un transistor BJT. Explica que un amplificador amplifica una pequeña señal de entrada para producir una señal de salida más grande. Luego detalla los cálculos teóricos para diseñar el circuito, incluyendo la polarización del transistor y los valores de las resistencias. Finalmente, compara los resultados teóricos con las mediciones del circuito real para verificar su correcto funcionamiento.

1. Desafío 2 1
Circuito Amplificador
Resumen: Un amplificador de tensión es un circuito los cuales tienen como labor el cálculo de las
electrónico capaz de obtener a partir de una pequeña señal resistencias de polarización y de los
de entrada; una tensión de salida cuya amplitud se capacitores de acoplo y desacoplo. El éxito
encuentra en los valores deseados para su tratamiento en el diseño se garantiza con una correcta
evitando la distorsión. Muchas son las aplicaciones de estos
tipos de circuitos y de su buen diseño dependerá un buen
elección del transistor, de la configuración de
desempeño ante diferentes condiciones. La estabilidad del polarización y dependiendo de sus
amplificador se consigue con un circuito de polarización características escoger los valores de los
que sea lo más inmune posible a los cambios en la ganancia dispositivos que lo acompañan, en el
del amplificador y de la temperatura del medio. presente, se presentará un problema de
La polarización con una fuente ofrece una gran eficiencia
por lo cual es un estándar para diseños hoy en día.
diseño y a partir de él se desarrollara el
Debido a las suposiciones para facilitar los cálculos, los cálculo de las resistencias de polarización
valores reales pueden diferir de los valores teóricos. En las (colector, emisor y base), luego se hará el
siguientes líneas encontrará todas las fases del diseño cálculo de los condensadores de acoplo y
necesarias para la construcción de un amplificador de desacoplo, y por último se confrontarán los
tensión que responda a determinadas condiciones dadas.
datos teórico con las simulaciones y las
Palabras claves: Polarización de un transistor con una fuente, medidas reales.
Punto Q, Ganancia de un transistor, Amplificador de Tensión.
II. MARCO TEORICO
I. INTRODUCCIÓN
Un transistor BJT es un dispositivo
Muchas son las aplicaciones de un amplificador
electrónico de tres terminales formado por
de tensión, cualquiera que sea la tarea donde se
dos uniones de material PN. Existen por
desee una señal con una amplitud mayor a partir
tanto dos configuraciones básicas para dicho
de otra con una amplitud menor requerirá de estos
transistor, el NPN y el PNP. Como todo
circuitos. El efecto deseado se obtiene haciendo
transistor tiene la posibilidad de trabajar en
uso de uno de los dispositivos fundamentales en
tres regiones de operación, la región de corte
la electrónica: el transistor, sin embargo este no
y saturación (utilizadas comúnmente para
podría ejecutar su labor sin los dispositivos que lo
tareas de conmutación) y la región activa
acompañan y que ubican sus características
(utilizada para las tareas de amplificación).
eléctricas de trabajo en la región activa, en la cual
La región activa de la cual nos ocuparemos
obtenemos el efecto de amplificación. Lograr
en este artículo tiene determinadas cualidades
determinadas condiciones para una señal de
que vamos a utilizar para los demás cálculos.
salida se convierte en un desafío para los
Primero en región activa Vbe_=0.7V y
diseñadores,
además se cumple que Vcb_-0.4, además
aquí los parámetros de ganancia en DC y AC
tienen sentido.

2. Desafío 2 2
Y por tanto se cumplen las siguientes relaciones las funciones de cada uno de los integrantes
para las corrientes en el transistor: en el proyecto eran los de diseñador del
circuito, fabricante del montaje y finalmente,
gestión de calidad del producto. A cada uno
Corriente de nosotros se nos asigno un rol específico.
Colector
Corriente
Emisor A. DISEÑO DEL CIRUITO
Corriente
Base Lo primero que hicimos para desarrollar la
Tabla1. Corrientes para el transistor npn. experiencia y lograr que el montaje del
circuito funcionara de la mejor posible fue
Por ser un dispositivo existen tres terminales desarrollar los cálculos teóricos.
existen tres configuraciones básicas para su Inicialmente, se escoge el mejor modelo que
trabajo como amplificador: Emisor Común, permita cumplir los requisitos exigidos, para
Colector común y Base común, todas ellas polarizar el amplificador de una etapa se usa
presentan cualidades particulares, sin embargo a la configuración clásica con una fuente de
la configuración de emisor común le es inherente suministro ya que esta permite mantener
mayor inmunidad a las variaciones en la ganancia estable la corriente de emisor a 1.5mA y por
de corriente, razón por la cual se prefiere su uso, ende la corriente del colector.
ya que solo es necesaria la compensación por
temperatura.
Para el análisis de pequeña señal en emisor
común, es decir cuando se acopla una señal
alterna a la base del transistor, aparece una señal
alterna tanto en las terminales de base como de
colector. Estos efectos crean un punto Q
dinámico, que es necesario tener en cuenta en los
cálculos, para analizarlo conviene definir un
modelo del transistor como lo es el modelo .
III. METODOLOGÍA
En este informe explicaremos de manera
detallada ya el diseño, montaje y calidad del Figura 1: Polarización clásica con una sola fuete.
producto final exigido en la actividad, cuyas
especificaciones eran: Como es necesario tener en cuenta ciertos
- Polarización con una sola fuente de 15V. requisitos, se desea que el voltaje en Rc sea lo
- Corriente de emisor de 1.5mA. más grande posible para la máxima ganancia
- RC debe ser el mayor valor posible. de voltaje y oscilación. También se desea que
- Oscilación máxima de señal de 2.0V en el VCB sea lo más grande posible para proveer una
colector. oscilación a gran señal antes de que llegue a
saturación. Teniendo en cuenta esta serie de
El montaje se realizo utilizando transistores BJT requisitos, se sigue la norma general, se le
basado en la teoría aprendida en clase. Teniendo asigna a un tercio del voltaje de suministro a la
en cuenta las distintas restricciones a la hora de caída de voltaje del R2, este corresponde al
diseñar un circuito amplificador con transistores. voltaje de la base. Por tanto:

3. Desafío 2 3
Con esta configuración el voltaje de la base, está Se calcula el valor para Rc:
determinado por el divisor de voltaje, así la
corriente en el divisor es mayor a la de la base,
así que se requiere obtener valores para R1 y R2
de modo que su corriente este entre la corriente
del emisor y el 10% de esta. Para este diseño se
toma una corriente igual a la del emisor 1.5mA, Se toma como referencia estos valores para
se encuentra que: analizar la salida en el colector.
Con estos valores hallados, se calcula el valor real
de la corriente de emisor, esto es:
Figura 2: Diseño de amplificador.
Se utiliza un transistor npn el 2N3904, con
Teniendo en cuenta la condición dada para que el
un β=100, además se coloca un capacitor de
transistor este en Activa, Vcb≥-0.4V
1μF, el cual acopla la señal de entrada,
bloqueando el nivel de dc, para evitar que
afecte la polarización ya establecida del
Tomando como caso critico que la ganancia sea amplificador.
muy cercana a uno, la oscilación del voltaje de la
base será aproximadamente 2.0V, así:
Luego:
Analizamos la oscilación negativa

4. Desafío 2 4
Figura 4: Fotos del montaje.
C. CALIDAD DEL PRODUCTO
Para poder verificar el correcto
Figura 3: Amplificador con entrada ac.
funcionamiento de nuestro amplificador,
se verifica la corriente de emisor, y los
B. FABRICACION DEL MONTJE voltajes en el colector, base y emisor, que
fueran congruentes con los trabajados
Para el proceso de fabricación y producción del teóricamente.
montaje fue de vital importancia, el uso de Con estos valores se procede a verificar el
herramientas como la protoboard y correcto funcionamiento del circuito, se coloca
potenciómetros para una mayor precisión del en la base la señal de entrada vi, y se observa
diseño, pues los valores calculados de nuestras tanto la señal de salida como la de la base con
resistencias no son comerciales. la ayuda del osciloscopio. Las formas de ondas
La razón de utilizar la protoboard en vez de la obtenidas se muestran a continuación:
baquelita para montar nuestro circuito, fue por la
facilidad que se tiene con esta a lo hora de
realizar mediciones como la corriente que pasa
por una sección de nuestro circuito o la tensión en
un determinado elemento.
El transistor utilizado para nuestra práctica fue el
2n3904, de unión npn. Se utilizo un capacitor de
1 μF para el acoplamiento de la señal de entrada
para permitir el paso de corriente alterna (señal de
entrada) sin afectar nuestro nivel de corriente DC.
Ya dados los materiales y los respectivos valores
de los elementos, nos dispusimos a realizar el
montaje del circuito y evaluar la calidad del
Figura 5: Señal de entrada.
producto final.

5. Desafío 2 5
Logramos obtener gráficos y datos significativos
que nos ayudaron a ver el comportamiento del
transistor como amplificador, ya que verificamos
en el osciloscopio la forma de la onda de salida,
para distintos valores de entrada.
V. REFERENCIAS
DATASHEET Catalog. Buscador de hojas de
datos de dispositivos electrónicos,
Figura 6: Señal de salida. www.datasheetcatalog.net.
Manual de guías de Laboratorio. Electrónica I.
La Figura 5, muestra la señal de entrada Julio A. Maldonado, Nadime I. Rodríguez.
Colaboración de Ing. Mauricio Pardo. Universidad
tomada en la base, seguida de la señal
del Norte.
amplificada (figura 6), cuando la señal en la SEDRA, Adel; SMITH, Kenneth. Circuitos
base tiene una oscilación de 2V Microelectrónicos. 5ª Ed. McGraw HIll. Mexico
aproximadamente, la salida tiene una 2006.
oscilación de 2.1V.
IV. CONCLUSIONES
Con la teoría vista en clase y con el desarrollo de
esta práctica logramos apreciar la aplicación de
los transistores como amplificadores. El objetivo
de esta práctica, denominada como desafío, la
cual consiste en diseñar un amplificador de una
sola etapa. Las exigencias para tal diseño fueron:
1.5mA corriente de emisor, 2.0V como oscilación
máxima de la señal en el colector y fuente de
suministro de 15V.
Primero se debe polarizar el circuito de tal forma
que el transistor este en activa, luego se debe
tener en cuenta los niveles dc tanto de la señal de
entrada como el de la salida, para que el
dispositivo no entre en saturación o en corte.
Para la realización de la experimentación, además
de tener presente las exigencias pedidas, era de
importancia la elección del tipo de configuración
que se debía utilizar para que los resultados
fueran los esperados. En la práctica la
configuración seleccionada es muy común a la
hora de realizar circuitos amplificadores, ya que
se logra mantener una corriente de emisor
insensible a la temperatura y β. Además, este tipo
de configuración provee una gran ganancia.