tesis

1. > Circuitos Electrónicos - GR3 – Escuela Politécnica Nacional < 1
Abstract— The present report presents two types of designs
which are widely used in the academic field as methodology of
basic electronic circuits, the design of self-elevation and a normal
design, below it has been broken down the basic criteria of
design, the respective simulations, and the measurements of each
one, which has led us to reach the respective conclusions.
I. INTRODUCCION
ara métodos de aprendizaje se toma el estudio del
transistor como Amplificador, que se trata de la
incorporación de excitaciones de corriente alterna (CA),
producen variaciones en ib, VBE, las que a su vez modifican
las variables ic y VCE del TBJ. La incorporación de
capacitores en el circuito, hace que este se comporte de
distinta forma para CA como para CC. De esta forma a se
tiene una recta de carga para CC y CA. Para asegurar una
amplificación lineal y máxima excursión simétrica se debe
colocar el punto Q en el centro de la recta de carga de CA.
II. FUENTE DISEÑADA
Para nuestra fuente de alimentación vamos a utilizar un 7815,
lo que nos permitirá obtener una tensión de salida de 14, con
una corriente de salida de 1 Amperio, que es suficiente para la
gran mayoría de nuestros proyectos [1].
Fig1. Esquema de la Fuente de Alimentación
III. CIRCUITO DE AUTOELEVACIÓN
Tenemos el siguiente análisis del circuito considerando todos
los capacitores en cortocircuito:
 En este circuito, como característica importante es
que la impedancia de entrada ya no depende de RB
subiendo los niveles de Zin.
 Una gran ventaja es que los voltajes Vcc son más
bajos.
 Desde el punto de vista teórico se puede asumir el
valor mínimo de RC.
 Resulta más sencillo el diseño ya que se puede
asumir VE y no va influir en la impedancia de
entrada.
Criterios para el diseño:
𝑉𝐸 ≥ 1𝑉 + 𝑉𝑖𝑛𝑝
𝑉𝐶𝐸 ≥ 𝑉𝐼𝑃 + 𝑉𝑂𝑃 + 𝑉𝐴𝐶𝑇
𝑉𝐵 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐵𝐸 + 𝑉𝐸
𝑉𝑅 = 0.06 𝑉
𝑅 =
𝑉𝑅
𝐼 𝐵
IV. CIRCUITO DE AUTOELEVACIÓN
Fig2. Circuito Diseñado de Autoelevación, Simulación de Señal de Entrada y
Salida
Diseño:
𝑅 𝐶||𝑅 𝐿 ≥
𝐴 𝑉
𝛽 + 1
𝑍𝑖𝑛
𝑅 𝐶 = 5.6𝑘Ω
𝑉𝑅𝐶 ≥
𝑅 𝐶
𝑅 𝐶||𝑅 𝐿
∗ 𝑉𝑂𝑃
𝑉𝑅𝐶 = 7 𝑉
𝐼𝐶 =
7𝑉
5.6𝑘Ω
= 1.25 𝑚𝐴
𝑟𝑒 =
26 𝑚𝑉
𝐼𝐶
=
26 𝑚𝑉
1.25 𝑚𝐴
= 20.8Ω
𝑅 𝐸1||𝑅1||𝑅2 =
5.6𝑘Ω||3.3𝑘Ω
10
− 20.8Ω = 186.84 Ω
𝐼 𝐵 =
𝐼𝐶
𝛽
=
1.25 𝑚𝐴
100
= 12.5 𝑢𝐴
𝐼2 = 10𝐼 𝐵 = 10 ∗ 12.5 𝑢𝐴 = 125 𝑢𝐴
𝐼1 = 𝐼2 + 𝐼 𝐵 = 125 𝑢𝐴 + 12.5 𝑢𝐴 = 137.5𝑢𝐴
𝑉𝐶𝐸 ≥ 𝑉𝐼𝑃 + 𝑉𝑂𝑃 + 𝑉𝐴𝐶𝑇
𝑉𝐶𝐸 = 5 𝑉
𝑉𝐸 ≥ 1𝑉 + 𝑉𝑖𝑛𝑝
𝑉𝐸 = 2 𝑉
𝑉𝐶𝐶 ≥ 𝑉𝐶𝐸 + 𝑉𝑅𝐶 + 𝑉𝐸
𝑉𝐶𝐶 = 14𝑉
Diseño de Amplificadores con Impedancia de
Entrada
Apupalo William, Narváez Danny.
P

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𝑉𝑅 ≪ 𝑉𝐵𝐸
𝑉𝑅 = 0.07V
R =
𝑉𝑅
𝐼 𝐵
=
0.07𝑉
12.5𝑚𝐴
= 5.6 kΩ
𝑅2 =
𝑉𝐵
𝐼2
=
𝑉𝐸 + 𝑉𝐵𝐸 + 𝑉𝑅
125𝑢𝐴
=
2𝑉 + 0.7𝑉 + 0.07𝑉
125𝑢𝐴
𝑅2 = 22kΩ
𝑅1 =
𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵
𝐼1
=
14𝑉 − 2.77𝑉
137.5𝑢𝐴
= 81672.73Ω
𝑅1 = 82𝑘Ω
𝑅 𝐸1||𝑅1||𝑅2 = 186.84 Ω
𝑅 𝐸1 = 180Ω
𝑅 𝐸 =
𝑉𝐸
𝐼 𝐸
=
2𝑉
1.25𝑚𝐴
= 1600Ω
𝑅 𝐸2 = 𝑅 𝐸 − 𝑅 𝐸1 = 1600Ω − 180Ω
𝑅 𝐸2 = 1.5𝑘Ω
Impedancia de entrada
𝑍𝑖𝑛 = (𝑟𝑒 + 𝑅 𝐸1||𝑅1||𝑅2)(𝛽 + 1) = 20094.1Ω
Capacitores
𝐶 𝐵 =
10
2𝜋𝑓𝑍𝑖𝑛
= 1uF
𝐶 𝐸 =
10
2𝜋𝑓𝑅 𝐸2
= 10uF
𝐶 𝐶 =
10
2𝜋𝑓𝑅 𝐶||𝑅 𝐿
= 10 uF
𝐶1 =
10
2𝜋𝑓𝑅
= 1 uF
V. MEDICIONES DE AUTOELEVACIÓN Y TRADICIONAL
VI. CIRCUITO TRADICIONAL
Fig3. Circuito Diseñado de manera Tradicional, Señal de Entrada y Salida
Diseño:
𝑅 𝐶||𝑅 𝐿 ≥
𝐴 𝑉
𝛽 + 1
𝑍𝑖𝑛
𝑅 𝐶 = 2.2𝑘Ω
𝑉𝑅𝐶 ≥
𝑅 𝐶
𝑅 𝐶||𝑅 𝐿
∗ 𝑉𝑂𝑃
𝑉𝑅𝐶 = 7 𝑉
𝐼𝐶 =
7 𝑉
2.2𝑘Ω
= 3.182 𝑚𝐴
𝑟𝑒 =
2 ∗ 26 𝑚𝑉
𝐼𝐶
=
2 ∗ 26 𝑚𝑉
3.182 𝑚𝐴
= 16.34Ω
𝑅 𝐸1 =
2.2𝑘Ω||3.3𝑘Ω
10
− 16.34Ω = 115.66 Ω
𝑅 𝐸1 = 100Ω
𝐼 𝐵 =
𝐼𝐶
𝛽
=
3.182 𝑚𝐴
10000
= 0.318 𝑢𝐴
𝐼2 = 400𝐼 𝐵 = 400 ∗ 0.318 𝑢𝐴 = 127.2 𝑢𝐴
𝐼1 = 𝐼2 + 𝐼 𝐵 = 127.2 𝑢𝐴 + 0.318 𝑢𝐴 = 127.52 𝑢𝐴
𝑉𝐶𝐸 ≥ 𝑉𝐼𝑃 + 𝑉𝑂𝑃 + 𝑉𝐴𝐶𝑇 = 4V
𝑉𝑅1 = 𝑉𝐶𝐸 + 𝑉𝑅𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 = 10.3 𝑉
𝑅1 =
𝑉𝑅1
𝐼1
=
10.3 𝑉
127.52 𝑢𝐴
= 80772.91 Ω
𝑍𝑖𝑛 ≥ 12𝑘Ω
𝑅2||82𝑘Ω||(10001)(16.34Ω + 110Ω) ≥ 12𝑘Ω
𝑅2 ≥ 14213Ω
𝑅2 = 27𝑘Ω
𝑉𝐵 = 𝑅2 ∗ 𝐼2 = 27𝑘Ω ∗ 127.2 𝑢𝐴 = 3.43 𝑉
𝑉𝐸 = 𝑉𝐵 − 2𝑉𝐵𝐸 = 3.43 𝑉 − 2 ∗ 0.7 𝑉 = 2.03 𝑉
𝑅 𝐸 =
𝑉𝐸
𝐼 𝐸
=
3.43 𝑉
3.182 𝑚𝐴
= 859.33Ω
𝑅 𝐸2 = 𝑅 𝐸 − 𝑅 𝐸1 = 859.33Ω − 110Ω = 749.33Ω
Impedancia de entrada
𝑍𝑖𝑛 = 27𝑘Ω||82𝑘Ω||(10001)(16.34Ω + 100Ω)
= 19963.42Ω
𝐂á𝐥𝐜𝐮𝐥𝐨 𝐝𝐞 𝐜𝐚𝐩𝐚𝐜𝐢𝐭𝐨𝐫𝐞𝐬
𝐶 𝐵 =
10
2𝜋𝑓𝑍𝑖𝑛
= 1 𝑢𝐹
𝐶 𝐸 =
10
2𝜋𝑓𝑅 𝐸2
= 10 uF
𝐶 𝐶 =
10
2𝜋𝑓𝑅 𝐶||𝑅 𝐿
= 10uF
VII. CONCLUSIONES
1. Los circuitos amplificadores Darlington proporcionan una
beta elevado que permite cumplir con cierta impedancia de
entrada al momento del diseño; tomando en cuenta que
VBE=1.4V y reD=2re
2. Los amplificadores con autoelevación son circuitos que
permiten una alta impedancia de entrada, de tal manera que se
logra amplificar toda la señal de entrada con un Vcc bajo.
3. Los amplificadores que tienen una alta impedancia de
entrada como el amplificador con autoelevación y el
amplificador en configuración emisor común son ideales para
obtener una ganancia alta a señales pequeñas.
REFERENCIAS
[1] http://bricotronika.blogspot.com/2012/10/fuente-de-
alimentacion-sencilla-de-5-y.html
[2] Calderón A., “Circuitos Electrónicos”, Escuela Politécnica
Nacional, Quito,2006.
Valores DC
VC 6,69 V
VRC 7,31 V
VCE 4,52 V
VE 2,17 V
IC 5,13 mA
IE 1,34 mA
IB 5,13 uA
Valores DC
VC 8,33 V
VRC 5,85 V
VCE 6,15 V
VE 2,22 V
IC 2,66 mA
IE 2,22 mA
IB 0,04 uA