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Subido porBeto Penagos
Practica 2 borrador
Este documento describe una práctica realizada sobre amplificadores operacionales. Presenta el marco teórico sobre amplificadores diferenciales, sus configuraciones y modos de trabajo. Los objetivos eran verificar el comportamiento teórico frente a mediciones reales. Los cálculos ideales, reales y simulados mostraron resultados similares, validando el modelo teórico.
Practica 2 borrador
- 1. INSTITUTO TECNOLOGICO DETUXTLA GUTIERREZ MATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALES CATEDRATICO: ING. FRANCISCO RAMON SANCHEZ RODRIGUEZ PRACTICA N°2 “AMPLIFICADOR OPERACIONAL CON SEÑAL DE ENTRADA” INTEGRANTES: LUCERO FRANCISCA AGUILAR DEL CARPIO BEATRIZ ADRIANA GALVEZ SANTELIZ LUIS HEBERTO PENAGOS SURIANO LUIS ALEJANDRO NUÑES ALEGRIA. EQUIPO # 5 INGENIERIA ELECTRONICA FECHA DE REALIZACION: 07 DE MARZO DEL 2014 FECHA DE ENTREGA: 14 DE MARZO DEL 2014 TUXTLA GUTIERREZ CHIAPAS A 07 DE MARZO DEL 2014.
- 2. 1 CONTENIDO MARCO TEORICO OBJETIVO DESARROLLO DELA PRÁCTICA CASO IDEAL CASO REAL CASO SIMULADO TABLA DE MEDICIONES CONCLUCION BIBLIOGRAFIA
- 3. 2 MARCO TEORICO Amplificador diferencial:Está compuesto por dos transistores idénticos, que en su salida se obtendrá la diferencia de las señales aplicadas en sus entradas respecto a tierra. Principio de funcionamiento El amplificador diferencial básico tiene 2 entradas V1 y V2. Si la tensión de V1 aumenta, la corriente del emisor del transistor Q1 aumenta, causando una caída de tensión en Re. Si la tensión de V2 se mantiene constante, la tensión entre base y emisor del transistor Q2 disminuye, reduciéndose también la corriente de emisor del mismo transistor. Esto causa que la tensión de colector de Q2 (Vout+) aumente. La entrada V1 es la entrada no inversora de un amplificador operacional. Del mismo modo cuando la tensión en V2 aumenta, también aumenta la la corriente de colector del transistor Q2, causando que la tensión de colector del mismo transistor disminuya, (Vout+) disminuye. La entrada V2 es la entrada inversora del amplificador operacional. Si el valor de la resistencia RE fuera muy grande, obligaría a la suma de las corrientes de emisor de los transistores Q1 y Q2, a mantenerse constante, comportándose como una fuente de corriente. Entonces, al aumentar la corriente de colector de un transistor, disminuirá la corriente de colector del otro transistor. Por eso cuando la tensión V1 crece, la tensión en V2 decrece.
- 4. 3 Etapa de amplificación ElAmplificador diferencial se caracteriza por presentar dos transistores idénticos con similares características, tanto internas como de las redes de polarización. Ya que el circuito dispone dos entradas y dos salidas de señal, existen cuatro configuraciones posibles realizando las distintas combinaciones entre entradas y salida. Configuraciones Entrada y salida simétrica Es la forma más típica de un amplificador diferencial, tiene dos entrada v1 y v2, El voltaje de salida se obtiene de la diferencia entre las salidas de los colectores. Entrada asimétrica y salida simétrica En algunas aplicaciones sólo se usa uno de los terminales de entrada con la otra conectada a tierra, mientras que la salida se obtiene entre los colectores de los dos transistores del circuito. Entrada simétrica y salida asimétrica Esta es la forma más práctica y utilizada porque puede excitar cargas asimétricas o de un solo terminal como lo hacen los amplificadores EC, emisor seguidor y otros circuitos. Esta etapa es la que se usa para la etapa de entrada de la mayor parte de los Amplificadores Operacionales comerciales. Presenta dos entradas de señal para las bases de cada transistor mientras que la salida se obtiene únicamente de uno de los colectores respecto a masa. Entrada y salida asimétrica Esta configuración presenta tanto para la entrada como para la salida un único terminal. Este tipo de configuración es útil para las etapas de acoplamiento directo donde se requiere sólo amplificar una entrada. Esta configuración es la que se solicita en las especificaciones de la práctica.
- 5. 4 Modos de trabajode un amplificador diferencial Modo Diferencial Para V1=V2 y suponiendo F>>1, las corrientes de colector y emisor de cada etapa son iguales. Todas estas corrientes tienen magnitudes iguales (aproximadamente) a IEE/2 debido a la simetría del circuito y a la despreciable corriente que circula por RE. Si incrementamos V1 en v/2 y simultáneamente disminuimos V2 en v/2, la señal de salida aumenta en v advertir que el circuito funciona en modo lineal mientras v<4VT. Modo Común Consideremos que las dos tensiones V1 y V2 aumentan en v/2. La tensión diferencial Vd permanece nula mientras que Ic1 e Ic2 son iguales. No obstante la tensión VE aumenta. Por lo tanto dependiendo de la señal de entrada, el amplificador diferencial actúa o bien como etapa en emisor común o bien como etapa en emisor común con resistencia de emisor. Por lo tanto la ganancia de esta etapa es notablemente mayor en el funcionamiento como modo diferencial que como modo común. Normalmente los amplificadores diferenciales se diseñan de forma que a efectos prácticos sólo resulten amplificadas las señales diferenciales.
- 6. 5 OBJETIVOS Verificar elcomportamiento de un Amplificador Diferencial calculando los valores teóricos y luego verificándolos con los datos medidos en el laboratorio. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA CALCULO IDEAL hoja de datos : Inpol=3µA, Iin offset=0.25 µA, Vin offset= 1mV. se le aplica una señal senoidal ±10mVpp de un generador de funciones cuya Zo=1kΩ. DETERMINE: A) ganancia en voltaje B) la tensión de salida (Vo)para CC. despreciando los errores C) ) la tensión de salida (Vo)para señal, sin errores D) la tensión de (Vo)con todos los errores A) GANANCIA DEL CIRCUITO partiendo de que Q1=Q2 IE =Ic A) Vo para CC: Vo= Vcc-IcRc Vo= 15v-(1mA) (7.5 kΩ) aqa va la imagen de la simulacion del circuito IEE = 15 = 2mA 7.5 kΩ IE = IEE = 1mA 2 re= 25 = 25kΩ 1mV Av= 7.5 kΩ =300 25 kΩ
- 7. 6 Vo= 7.5v C) VoSIN ERRORES: Vo= 300(10mV) = 3Vpp D) Vo CON ERRORES: para determinar el Vo offset aplicamos: ***Vo= offset = Av( Vid+ V1offset + V2 offset + V3 offset)*** V1offset = (RB1-RB2)Iin pol V1offset = (1kΩ-0)(3µA) = 3mV V2 offset = (RB1-RB2) Iin pol 2 V2 offset = (1kΩ+0)(0.25 µA) = 0.25µV V3 offset= Vin offset = 1mV Vo= 300(3mv+0.25 µV+1mV) = 1.35V aqa va la imagen del a simulacion cuando ya se le inyecta la fuente
- 8. 7 NOTA: para disminuirel offset se le agrega una RB del mismo valor al Q2 del transistor. V1offset = (1kΩ-1kΩ)(3mv) = 0 V2 offset = (1kΩ+1kΩ)(0.5 µA) = 5mv V3 offset= Vin offset = 1mV Vo= 300(1mv+0.5mv) = 0.45v. 4.27v 1.35v offset 0 OFFSET CON ERRORES 2.27v 0.45v offset 0 OFFSET SIN ERRORES aca va la imagen donde ya se ponen las resistencias de base
- 9. 8 CALCULO REAL IEE 1.75mA IE0.89mA IC 0.89mA VO 1.24V x 2 = 2.48v
- 10. 9 TABLA DE MEDICIONES CASOIDEAL PARAMETROS RESULTADOS IEE 2mA IE 1mA IC 1mA VO 1.5V X 2lados= 3v CASO REAL PARAMETROS RESULTADOS IEE 1.75mA IE 0.89mA IC 0.89mA VO 1.24V X 2 lados = 2.48V CASO SIMULADO PARAMETROS RESULTADOS IEE 2mA IE 1mA IC 1mA VO Total de lados = 3V
- 11. 10 CONCLUSION Se pudo comprobarque el Amplificador Diferencial empieza a funcionar sin necesidad de aplicarle señal, ya que es suficiente solo con polarizarlo, en base a eso se comportara de manera simétrica y con muy poco margen de error, aun cuando las resistencias no eran precisas y nos podemos dar cuanta en base a las mediciones tanto en el caso ideal como en el real no hay mucha diferencia ya que al introducirles señales en las entradas, nos dimos cuenta que eran exactas las maneras de amplificarlas las salidas de acuerdo a las entradas. BIBLIOGRAFIA http://www.sc.ehu.es/acwamurc/Transparencias/(2)OPAMP.pdf http://www.qi.fcen.uba.ar/materias/iqi/opamp1.html.