laboratorio

1. 1
Ing. Diana Carolina Rivera Peña
0. GRUPO B_3
1. OBJETIVOS
1.1 Implementar un circuito multietapa
con etapa de potencia de ganancia
250, medido a 2Khz y con una
resistencia de carga de 8 ohm.
1.2 Realizar el análisis matemático de
cada una de las etapas del circuito
y su acoplamiento mediante
capacitores.
1.3 Llevar a cabo las simulaciones
mediante la herramienta
computacional ORCAD para
comprobar su ganancia y
parámetros de diseño.
1.4 Mediante ORCAD medir las
frecuencias de alta y baja del
circuito así como sus impedancias.
2. ANALISIS DE
REQUERIMIENTO
Diseño del circuito amplificador
multietapa con etapa de potencia.
Parámetros de Diseño:
 Ganancia de voltaje mayor o igual
a 250 (Medido a 20Khz)
 Señal salida 12v pico a pico
 Resistencia de entrada mayor o
igual a 100K
 Resistencia de salida 8ohm
 FL≤40Hz
 Fh≥40KHz
 Fuentes 12v
Ecuaciones Básicas
Etapa de Potencia:
𝑅2 =
𝑉𝑐𝑐 − 0.7 − 𝑉𝐿
𝐼𝐶/𝐵
= 330 Ω
𝑉𝑖 = 𝑉𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑉𝑏𝑒𝑝 = 𝑉𝑑
𝑃𝐿( 𝑟𝑚𝑠) =
62
2 ∙ 10
= 1.8 𝑤
𝐼𝐿𝑝 =
𝑉𝐿𝑝
𝑅𝐿
= 600 𝑚𝐴
𝐼𝐿( 𝑟𝑚𝑠) = 424 𝑚𝐴
𝑃𝑆𝑝 = −𝑃𝑆𝑛 =
1
𝜋
(
𝑉𝑜𝑝
𝑅𝐿
) 𝑉𝑐𝑐 = 2.29 𝑤
𝑃𝑆𝑡 = 4.58 𝑤
𝑃𝐷𝑡 = 2.78 𝑤
𝑃𝐷𝑄𝑝 = 𝑃𝐷𝑄𝑛 = 1.39 𝑤
𝑃𝐿𝑝 =
5.32
10
= 3.07 𝑤
𝑃𝐿𝑝 =
6.12
10
= 3.7 𝑤

2. 1
Ing. Diana Carolina Rivera Peña
Seguidor Etapa 3:
𝐵 = 40 𝑅𝐿 = 100 Ω
𝐼𝐶 =
2𝑉𝑐𝑐
𝑅 𝐴𝐶 + 𝑅 𝐷𝐶
𝑅 𝐷𝐶 = 𝑅𝐸 = 100 Ω
𝑅 𝐴𝐶 = 𝑅𝐸//𝑅𝐿 = 50Ω
𝐼𝐶 = 100𝑚𝐴
𝑅𝐵 = 0.1( 𝐵 + 1) 𝑅𝐸 = 1.98𝐾Ω
𝑉𝐵𝐵 =
𝑅𝐵 ∙ 𝐼𝐶
𝐵
+ 𝑉𝐵𝐸 + 𝑅𝐸 ∙ 𝐼𝐶 + 𝑉𝐸𝐸
= 17.08𝑣
𝑅2 =
𝑅𝐵
1 −
𝑉𝐵𝐵
2𝑉𝐶𝐶
= 542.4 Ω
𝑅1 =
𝑅𝐵 ∙ 2𝑉𝐶𝐶
𝑉𝐵𝐵
= 7.8𝑘Ω
𝑅𝜋 =
𝐵 ∙ 𝑉𝑇
𝐼𝐶
= 10Ω
𝑍𝐼𝑁3 = [ 𝑅𝐵//( 𝑅𝜋 + ( 𝐵 + 1) ∙ 𝑅𝐸)]
= 3641.79𝐾Ω
Inversor Etapa 2:
𝐵 = 170 𝑅𝐶 = 𝑍𝐼𝑁3 = 365 Ω
𝐴𝑉 = −14
𝐴𝑉 =
−𝐵 ∙ ( 𝑅𝐶//𝑅𝐿)
𝑅𝜋 + ( 𝐵 + 1) ∙ 𝑅𝐸
𝑅𝜋 =
𝐵 ∙ 𝑉𝑇
𝐼𝐶
𝐼𝐶 =
2𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐶𝐸𝑠𝑎𝑡
𝑅𝐶 + 𝑅𝐸
14 =
𝐵( 𝑅𝐶/2)
𝐵 ∙ 𝑉𝑇
2𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐶𝐸𝑠𝑎𝑡
𝑅𝐶 + 𝑅𝐸
+ ( 𝐵 + 1) ∙ 𝑅𝐸
𝑅𝐸 = 64.51 Ω
𝐼𝐶 =
2𝑉𝐶𝐶
3
2
∙ 𝑅𝐶 + 2 ∙ 𝑅𝐸
= 3.8𝑚𝐴
𝐼𝑝 = 10 ∙
𝐼𝐶
𝐵
= 223.52 µ𝐴
𝑅2 =
𝑉𝐵𝐸 + 𝐼𝐶 ∙ 𝑅𝐸
𝐼𝑝
= 4.73𝑘Ω
𝑅1 =
2𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝑝 ∙ 𝑅2
𝐼𝑝
= 55.2 𝑘Ω
𝑍𝐼𝑁4 = [ 𝑅𝐵//( 𝑅𝜋 + ( 𝐵 + 1) ∙ 𝑅𝐸)]
= 310 Ω
Inversor Etapa 1:
𝐵 = 180 𝑅𝐶 = 𝑍𝐼𝑁3 = 10.5 𝑘Ω
𝐴𝑉 = −20
𝐴𝑉 =
−𝐵 ∙ ( 𝑅𝐶//𝑅𝐿)
𝑅𝜋 + ( 𝐵 + 1) ∙ 𝑅𝐸
𝑅𝜋 =
𝐵 ∙ 𝑉𝑇
𝐼𝐶
𝐼𝐶 =
2𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐶𝐸𝑠𝑎𝑡
𝑅𝐶 + 𝑅𝐸
1 =
𝐵( 𝑅𝐶/2)
𝐵 ∙ 𝑉𝑇
2𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐶𝐸𝑠𝑎𝑡
𝑅𝐶 + 𝑅𝐸
+ ( 𝐵 + 1) ∙ 𝑅𝐸
𝑅𝐸 = 135.35 Ω
𝐼𝐶 =
2𝑉𝐶𝐶
3
2
∙ 𝑅𝐶 + 2 ∙ 𝑅𝐸
= 1.3 𝑚𝐴
𝐼𝑝 = 10 ∙
𝐼𝐶
𝐵
= 72.22 µ𝐴
𝑅2 =
𝑉𝐵𝐸 + 𝐼𝐶 ∙ 𝑅𝐸
𝐼𝑝
= 6.8 𝑘Ω

3. 1
Ing. Diana Carolina Rivera Peña
𝑅1 =
2𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝑝 ∙ 𝑅2
𝐼𝑝
= 100𝑘Ω
𝑍𝐼𝑁1 = [ 𝑅𝐵//( 𝑅𝜋 + ( 𝐵 + 1) ∙ 𝑅𝐸)]
= 98 𝑘 Ω
Respuesta enFrecuencia
𝑊𝐿𝑐𝑠 =
1
𝑅𝑡ℎ𝑒 ∙ 𝐶𝑠
𝑅𝑡ℎ𝑒 =
𝑉𝑇
𝐼𝑇
= (
1
𝑅𝐵
+
1
𝑅𝜋 + ( 𝐵 + 1) 𝑅𝐸
)
−1
= 85 𝑘Ω
𝐶𝑠 =
1
2𝜋(85 𝑘Ω)(40𝐻𝑧)
= 47 𝑛𝐹
𝑊𝐿𝑐𝑠 =
1
𝑅𝑡ℎ𝑒 ∙ 𝐶𝑠
𝐹𝐿𝑐𝑠 =
1
2𝜋(85 𝑘Ω)(70𝑛𝐹)
= 23.74 𝐻𝑧
𝐹𝐿𝑐1 =
1
2𝜋(21 𝑘Ω)(700𝑛𝐹)
= 10 𝐻𝑧
𝐹𝐿𝑐2 =
1
2𝜋(10.5 𝑘Ω)(7000𝑛𝐹)
= 2 𝐻𝑧
𝐹𝐿 = 𝐹𝐿𝑐𝑠 + 𝐹𝐿𝑐1 + 𝐹𝐿𝑐2… …. 𝐹𝑙𝑐
< 40 𝐻𝑧
3. RESULTADOS
ANALISIS EN DC ETAPA 1
Variable Teórico Simulado Experimental
IC 1.30mA 1.29mA 1.32mA
VCE 0.7v 0.7 v 0.67 v
ANALISIS EN DC ETAPA 2
IC 3.8mA 3.84mA 3.7mA
VCE 6 v 6.1 v 5.6 v
ANALISIS EN DC ETAPA 3
IC 102.5mA 99.6mA 101.3mA
VCE 11 v 10.9 v 10.5 v
Tabla 1. Análisis en DC (Elaboración Propia)
ANALISIS EN AC
Variable Teórico Simulado Experimental
AV 250 260 270
RIN 83 kΩ 82.7 kΩ 84 kΩ
ROUT 8 Ω 8 Ω 10 Ω
Tabla 2. Análisis en AC (Elaboración Propia)
Simulaciones

4. 1
Ing. Diana Carolina Rivera Peña
Simulación Amplificador Multietapa
Grafica Ganancia de Voltaje (260)
BiasPoint Orcad Amplificador
4. CONCLUSIONES
4.1 Los amplificadores de potencia
proporcionan una tensión de salida
con máxima excursión simétrica sin
distorsión a una baja resistencia de
carga.
4.2 El rendimiento indica cuanta potencia
extraída de la fuente alcanza la carga
como una señal ac, indica también la
cantidad que no alcanza la carga y
que debe disiparse en forma de calor.
4.3 Este rendimiento indica que el 50%
de la potencia de cc, de entrada
alcanza la salida en forma de potencia
de ac, en la carga.
4.4 Un amplificador puede polarizarse a
un nivel dc, sobre el nivel de corriente
de base cero de clase B y arriba de la
mitad del nivel de voltaje de fuente de
clase A, y conseguiremos una clase
AB.
4.5 La operación de clase AB requiere
todavía de una conexión en contrafase
para conseguir un ciclo completo de
salida.
4.6 Para esta operación de clase AB la
oscilación en la entrada de salida
ocurre entre los 180° y 360°.

5. 1
Ing. Diana Carolina Rivera Peña
5. RECOMENDACIONES
5.1 Se recomienda realizar los análisis
previamente del circuito amplificador
para su interpretación.
5.2 Es recomendable la revisión previa de
los instrumentos de laboratorio para
evitar la mala toma en las mediciones.
5.3 Se debe tener conocimiento previo
sobre las etapas amplificadoras de
potencia clase A, B y AB para llevar
a cabo la práctica.
5.4 Se recomienda la utilización de la
herramienta computacional ORCAD
para llevar a cabo las simulaciones y
comprobar los datos teóricos,
simulados y experimentales.
6. REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
 Diseño Electrónico, 3ª Edición, C.
J. Savant (Editorial Prentice-Hall)
 Teoría de circuitos y Dispositivos
Electrónicos, 10 Edición- Robert
L. Boylestad
 Material de apoyo Guía 1
Amplificadores de potencia (Ing.
José Alejo Rangel).