Duda en circuito sobre amplificador en emisor común

#61
Hola, de antemano gracias por leer. Veran, supongo que el diseño de un amp de emisor comun es algo muy facil para ustedes, asi que disculpen mi ignorancia.

Lo que pasa es que me enseñaron unas formulas para calcular las resitencias y los capacitores de esta configuracion. Pero no me sale, segun entiendo esta configuracion de amp da gannacias de entre 40 y 200, con signo negativo por el desfase.

Pero no me funcionan, me funciono una unica vez con un amplificador de -50. Pero ya no e podido. Hice un programa en matlab con las formulas que subire aqui.

Espero alguien pueda decirme mi error, porque ya no tengo la confianza de preguntarle a mi maestro o a mis compañeros. Por cierto, tomo la beta con un trazador de curvas, intente ya muchas veces con una ganancia de -200.

matlab:

%Gv Icq Vcc Bt fc
input('Diseño de amplificador emisor comun con 2N2222 o 2n3904')
Gv= input('Ganancia de voltaje: ');
%Icq= input('la Icq: ');
Vcc= input('Vcc: ');
Bt= input('Beta: ');
fc= input('f de corte: ');
Rc= input('RL, supongo que la impedancia de el circuito que recibe la señal ');

input ('---RESISTECIAS---')
rbe=-Bt*(((Rc*Rc)/(2*Rc))/Gv);
Ibq=(0.05134/rbe);
Icq=Bt*(Ibq);
Ve=0.1*(Vcc);
Rc
Re=((Ve)/(Icq))
Vceq=(Vcc-Icq*(Rc+Re));
Rb=(1/10)*Bt*Re;
VBB=0.7+Icq*((Rb/Bt)+Re);
R2=(Vcc/VBB)*Rb
R1=(Rb/(1-(VBB/Vcc)))

input ('---CAPACITORES---')
Rx=((Rb*rbe)/(Rb+rbe));
Cb=(5/(pi*fc*Rx))
Ry=(2*Rc);
Cc=(5/(pi*fc*Ry))
rPb=(50*Rb)/(50+Rb);
Rz=(((rPb+rbe)/(Bt+1))*Re)/(((rPb+rbe)/(Bt+1))+Re);
Ce=(1/(2*pi*fc*Rz))

24/03/10
hola de nuevo, muchas gracais por su interes, agradezco mucho haber recibido tantas respuestas tan pronto.

Pues veran, creo que tienen razon en todo, pero el mayor problema que encuentro, es que cuando uno va a diseñar un amp emisor comun, se parte de ciertos datos que uno mismo propone como dijo @cosmefulanito04 con la Icq y Vceq, y uno de esos datos para mi es la ganancia, quiero establecer una ganancia que necesito y de ahi diseñar el amplificador. Cosa que no e podido y me gustaria hacer. Perdonen, creo que debi empezar por ahi desde un principio.
 

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#62
Que problema estas teniendo, se esta saturando el circuito? ampllifica las ondas parcialmente? las deforma? baja ganancia?
Que tipo de modelo estas usando para obtener las formulas? (pi, T)
Estas teniendo en cuenta la corriente que circula de la base al emisor?

La verdad, no entendi tus formulas.
 
#63
Revisar esas fórmulas resulta algo pesado porque escritas así pierden legibilidad.

Igualmente, un problema que se ve "a ojo" es que Re quedó muy chica (o Rc muy grande) y en consecuencia el transistor queda polarizado prácticamente en saturación.
--> Agrandá ~4 veces Re o achicá ~4 veces Rc para que quede el punto de trabajo en ~6.5V.

Después revisá Ce y Cc que están un poco chicos en relación a Cb (no sé que fc le diste)
 
#64
Mi estimado eduardo... complementando lo que dices, este asunto me huele a que la resistencia de polarización de base no esta bien calculada.
Me agradaria un esquemita del transistor, para ver la configuracion, si estas usando un divisor de corriente en base, si estas usando un capacitor de paso en Re, si el acoplamiento es efectivamente capacitivo...
A parte de las formulas... hay muchas interrogantes al respecto.
 
#66
Gracias super cacho! no pensaba instalar el multisim nomas para ver un diagrama... mi software por excelencia es el orcad y matlab.

Y en el esquema, veo que el capacitor de acoplamiento de salida es en extremo muy pequeño, me imagino que la señal de salida es de nula a muy pequeña. A ojo de buen cubero, el resto de las resistencias tienen valores comunes para esa configuracion.
 
#67
Mi consejo es tratar de evitar formulas locas y tratar de razonar el circuito por vos mismo, porque el dia de mañana te agregan una resistencia mas y todo ese despelote de formulas se cae.

La polarizacion es muy simple:

- Partis de una Icq y una Vceq que vos queres, por ej:

ICQ= 1mA

VCEQ= 6V

VBE=0,7V

Suponiendo que el HFE(continua)=400 (por decir algo, dependera de c/transistor)

IBQ=ICQ/HFE= 1mA/400 = 2,5 uA

Entonces vos tenes que asegurarle al menos 2,5 uA para obtener 1mA de ICQ, por lo tanto la corriente que circula por el divisor resistivo de la entrada (en tu caso R2 y R1) debera ser por lo menos 10 veces mayor para que no se vea afectada por los 2,5uA (osea para que se desprecien y poder plantearlo como un divisor resistivo)

Entonces, la corriente que debera circular por R2-R1 debera ser al menos de 25uA.

Si impones que en RE caigan 3V, y en Rc 3V => Vcc-VRE-VRC=VCEQ=6V

Si ICQ dijimos que era 1mA => RE=VRE/ICQ=3kohm => RE=2,7 kOhm o 3,3kOhm

RC=VRC/ICQ=3kohm => RC=2,7 kohm o 3,3 kohm

La tension base respecto a tierra VBT=VBE+VRE=3,7V que al mismo tiempo VBT=VR1=3,7V

Si IR1=IR2=25 uA => R1=VR1/IR1=3,7V/25 uA= 148kohms => R1= 150 kohms (valor comercial)

VR2=Vcc-(VBE+VRE)=Vcc-VR1=12-3,7= 8,3v => R2=VR2/IR2=332kohm => R2=330kohm

Ahora viene la parte de averiguar cual es el verdadero valor de ICQ y VCEQ usando los valores comerciales:

VBT= VCC*(R1/(R1+R2))= 3,75V (3,7V que propuse)

VRE=VBT-0,7V=3,05V

Usando RE=2,7kohm => ICQ=1,12mA => Uando Rc=2,7 kohm => VRC=3,05V

VCEQ= 12V - 6,1V= 5,9 V

Si te fijas todas estas formulas las obtengo simplemente siguiendo el circuito y aplicando ley de ohm + kirchhoff, a lo sumo la aproximacion del divisor resistivo, que tambien sale de aplicar ley de ohm.

Ahora tendrias que hacer el analisis dinamico, y muchas veces la polarizacion quedara en funcion del analisis dinamico (seguramente por la ganancia que te piden o las resistencias de entrada) y por la excursion de la señal.

Como recomendacion, parti de lo que te piden y obtene el resto, ej. si me piden ganancia, 1ero obtengo la expresion de la ganancia haciendo el analisis dinamico y en funcion de eso polarizo el transistor.

Si tenes alguna duda con el analisis dinamico, no tengo drama en ayudarte.
 
#68
Se pretende diseñar un amplificador de 15 W.

Este es mi primer aporte a la comunidad de foros de electrónica, se trata de un amplificador en base a transistores. Está compuesto por varias etapas, cada una de ellas tendrá asociado un archivo pdf que contiene la teoría necesaria, los modelos matematicos, un ejemplo de los modelos y finalmente el diseño de la etapa en cuestión del amplificador.

Conforme termine cada etapa y su archivo correspondiente la subiré.

Este es el PRIMER archivo llamado Amplificador de audio DIODO AMPLIFICADO.pdf que está adjunto, contiene el procedimiento de diseño de la etapa estabilizadora para evitar la distorsión de cruce del amplificador, utiliza un transistor npn BC338.


Saludos.
 

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Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
#69
Interesante apunte, pero estas matando una mosca con un cañón!!!
El cálculo del multiplicador Vbe es mucho mas simple. De tu primera figura tenés, aplicando Kirchoff:

Vce=I*R1 + I'*R2
con I' = I - Ib

Si la hfe es suficientemente grande (>= 100) entonces Ib ~ 0 y I = I'

entonces Vce=I * (R1+R2) (1)

Por otro lado, también aplicando Kirchoff, Vbe = I' * R2 = I * R2 (2)
Diviendo miembro a miembro (1) y (2) tenés:

Vce / Vbe = (I * (R1 + R2)) / (I * R2) y simplificando se tiene

Vce / Vbe = 1 + R1/R2

Que es muuuucho mas simple que todo el análisis con parámetros híbridos. El unico problema es elegir los valores de R1 o R2, pero si usás transistores comunes (tipo BC547 o BC337) puede andar sin problemas entre 2 y 15 o 20Kohms.

Digamos...está muy bien lo que has hecho, pero para esto no se justifica tanto lío, ya que lo único que importa es la relación R1/R2 que me dá por cuanto su multiplica la Vbe del transistor...y eso depende del tipo de salida, si es darlington, cuasi-complementaria o sziklai.

Está bueno que presentes todo el mecanismo de diseño, pero no lo compliques tanto!!!
 
#70
Agradezco tus comentarios ezavalla.

En los siguientes articulos hablaré un poco de la resistencia re, que se calcula en el primer articulo. Por otro lado la ganancia que calculaste oportunamente esta en el articulo desde el principio, y agradezco tus observaciones, pero quiero comentar de una manera respuetosa que el simplificar las formulas, requiere de un grado profundo de pericia y experiencia, ademas que excluye la posibilidad de utilizar herramientas de calculo adicionales. A que me refiero, por ejemplo el articulo plantea el diseño entre dos estados posibles de voltaje, esta situación resulta en un sistema de ecuaciones lineales de dos variables, que se resuelve por cualquier metodo conocido: sustitución, igualación, reducción de matricez, etc. Y reconozco que un matamoscas es mas adecuado que un cañon para eliminar a una mosca, el principio de aplicación matematico en este problema parece ser demasiado para una aplicación que se resuelve en las lineas que comentaste, pero al hacer uso de estas herramientas capacita para la solución de otros problemas similares. Y no llego a identificar un conflicto entre las deducciones que planteaste de una manera sencilla y elegante, y la teoria del PDF. Y con esto tambien quiero reconocer que si existe algún error adicional que no sea la complicación matematica, agradezco sus oportunos y bien recibidos comentarios.

Bueno desde Mexico mis mas sinceros saludos.
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
#71
Ilan:
No hay ningún conflicto. Tu desarrollo es claro y excelente, solo que la mayoría de quienes leen este tipo de mensajes lo hacen buscando solución a algún problema y dificilmente tengan el conocimiento de electrónica necesario para encarar y analizar tu planteo en el contexto de un amplificador de potencia.
Pero está todo OK, sigue adelante con tu propuesta.

PD: No es necesario que subas nuevamente el PDF, ya que puedes editar el primer mensaje y modificar alli lo que quieras dentro de las 24 horas posteriores a su puesta en línea. Por ello te recomiendo que hagas esto y en tu mensaje anterior solo aclares que has hecho una modificación debido a un error. De esa manera te eviats llenar de PDF similares el tema y que luego probablemente no sepan cual tomar...

Saludos!
 
#72
Revisar esas fórmulas resulta algo pesado porque escritas así pierden legibilidad.

Igualmente, un problema que se ve "a ojo" es que Re quedó muy chica (o Rc muy grande) y en consecuencia el transistor queda polarizado prácticamente en saturación.
--> Agrandá ~4 veces Re o achicá ~4 veces Rc para que quede el punto de trabajo en ~6.5V.

Después revisá Ce y Cc que están un poco chicos en relación a Cb (no sé que fc le diste)
Pana que tal , necesito una ayuda tuya. necesito los valores de las resietncias y Capacitores para una ganancia de 50, crees que me puedas ayudar y que no se encuentre en saturacion el transistor el hfe que estoy utilizando es de 340, tambien tengo unos hfe de 165, 3o7 por si necesitas mas datos. y Vcc Es de 12 y Vin 50 mV.
 
#73
Hola que tal.

Bueno este es el amplificador, siempre termine por traducir el articulo del libro transistor circuit techniques, el amplificador que se diseña ahí es de 10 W, por ahora me parece un poco dificil separar el amplificador por etapas, ya que cuenta con la tecnica de bootstraping, ademas de retroalimentacin negativa en una configuración de amplificador operacional no inversor, todo esto me dificultó el analisis. Talvez mas adelante logre lo que pretendia en un principio: separar cada etapa y encontrar los modelos de cada una de ellas, y al final relacionarlos. Pero creo que es un buen avance, ya que les dejo el articulo "traducido", entre comillas, ya que sustituì los transistores BC182 Y BC 212 que traía originalmente, por los BC 338 Y BC328, el circuito parece de buena fuente, y dejo tambien las imagenes que resultan del PCB Wizard, asì como la lista de materiales, personalmente lo voy a armar, y les comento los resultados posteriormente,,, saludos!!!
 

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#74
Hola agustinzz

Quisiera saber si tienes información referente a el modelo de pequeña señal del amplificador colector comun usando el modelo hibrido del transistor en la configuracion colector comun, en la red hay mucha informacion del modelo de pequeña señal de colector comun pero es usando el modelo hibrido emisor comun, y el que me interesa a mi es el analisis del amplificador colector comun usando el modelo hibrido colector comun.
 
#75
Hola, gracias por leer. Tengo un problema al diseñar un amp de emisor comun, puse mi punto Q en Vceq= 6V y Icq= 1.06 mA, y tengo que tener una RC de 4700 con una fuente de cd de 12 V tengo una beta de 266 y mi frecuencia de corte es de 1 khz. Hice mis calculos y sale como en la figura que voy a cargar, y como podran ver la ganancia es de alrededor de 40, lo hice en proto y concuerda con la simulacion en multisim. Pero cuando calculo la ganancia de voltaje no me da nada parecido, me da de alrededor de 90, me pregunto que debo hacer?, que esta mal? intente ya con todas las formulas que encontre en el libro de Rashid y Boylestad para ganancia de voltaje de emisor comun y ninguna me dio, me habre equivocado?, si lo hice por favor muestrenme como hacerlo.
 

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#77
... y mi frecuencia de corte es de 1 khz. Hice mis calculos y sale como en la figura que voy a cargar, y como podran ver la ganancia es de alrededor de 40, lo hice en proto y concuerda con la simulacion en multisim. Pero cuando calculo la ganancia de voltaje no me da nada parecido, me da de alrededor de 90, me pregunto que debo hacer?
Repasar el concepto de frecuencia de corte.

Si calculaste para una frecuencia de corte de 1kHz y excitás con 1kHz, la salida va a ser aproximadamente la mitad de lo que tendrías a por ejemplo 10kHz.

--> Poné el generador a 10kHz y las cosas van a estar mas en relación con tus cálculos.

Tambien, hilando mas fino, tenés que ver si los parámetros del modelo del transistor se corresponden con los que estás usando, porque varían de un simulador a otro.
 
#78
Hola, muchas gracias por responder, ya me habian ayudado en otro post parecido que habia puesto antes.

Pues ya puse la frecuencia de la señal a 10 Khz y como veran en la imagen, la ganancia se acerco mucho mas. Escoji una frecuencia de 1khz por esta razon quiero que funcione en esta frecuencia y asi hice mis calculos. Pero creo que veo mi error: El valor de frecuencia con que se calculan los amps es aprox 10 veces menor de el que se debe tener en la señal de entrada para que muestre la ganancia calculada. Cierto?

No calcule mi fecuencia de corte, la escoji entre un rango asignado.
 

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#79
... El valor de frecuencia con que se calculan los amps es aprox 10 veces menor de el que se debe tener en la señal de entrada para que muestre la ganancia calculada. Cierto?
Tomar "10 veces" es un criterio práctico en la mayoría de los casos, pero hilando mas fino, depende de lo "abrupto" que sea el corte.

No hay problema cuando "por las dudas" se pone un capacitor de 10uF donde bastaba uno de 1uF, pero lo hay si donde bastan 10000uF quisiéramos poner de 100000uF (caso de una etapa de salida de potencia). No es que no se pueda, es que conviene analizar cual es la atenuación real para no sobredimensionar inútilmente.
 
#80
Buenas.. estoy diseñando mi aplificador en emisor comun y necesitaria saber si los calculos que realice son razonable pORqUE cuando lo intento simular no obtengo la respuesta esperada...



Transistores:
Polarizar un transistor NPN con una Vcc de 12V.
En emisor común calcular punto de polarización Vc en 6V.
Calcular ganancia en forma teórica y verificar con la obtenida en forma gráfica.
Materiales:
- transistor BC547



Diseño de un amplificador de señal pequeña en configuración de emisor común.

FIG 1

La ganancia de este inversor es:
Vce/Vbe =-hfe*RC/RB
Condiciones Tomadas de la hoja de datos:
IC= 2 mA
VCE=5 V
hfe=290
VBE=0.66 V
El punto de operación es VC= 6 V y VCC= 12 V

Rc=VC/IC =(6 V)/(0.002 A)=3000 Ω=3 kΩ
Adoptamos:
Rc=3 kΩ


El circuito equivalente de corriente continua es:

FIG 2

El análisis en D.C. para la trayectoria de salida del amplificador tenemos que:
VCC= VC+VCE+VE
Por lo que:
VE=VCC- VC-VCE
VE=12 V-6 V-5 V
VE=1 V
Sabemos que:
RE=VE/IE
Pero:
IE= IB+IC=IC/β+IC=IC*(1+1/β)=IC*((β+1)/β)≅I_C
IE≅IC
Por lo tanto:
RE=VE/IE ≅VE/IC =(1 V)/(0.002 A)=500 Ω
Adoptamos:
RE=500 Ω
Se elije el capacitor C_E tal que cumpla con la condición de hacer muy pequeña la impedancia ZE.
XC=1/(w*C) ~ 1 Ω
f= 1000 Hz
w=2*π* 1000 Hz=6283 rad/seg
C=1/(w*XC )=1/(6283*1) F=159 uF
Adoptamos:
C=160 μF
Adoptaremos un valor para R_B en función de lograr una ganancia de 10
RB=1/10 β*RC=1/10*290*3 kΩ=87 kΩ
Calculamos R1 y R2:

FIG 3

R1 = Rb/(1-VBB/VCC )
R2 = VCC/VBB *Rb
VBB=VB+VBE+VE=IB*RB+VBE+VE=IC/β*RB+VBE+VE
VBB=(0.002 A)/290*87000 Ω+0.66 V+1 V=2.26 V
Con lo cual:
R1 = Rb/(1-VBB/VCC )=(87 Ω)/(1-(2.26 V)/(12 V))=107.18 kΩ
R2 = VCC/VBB *Rb=(12 V)/(2.26 V)*87 Ω=461.95 kΩ
Adoptamos:
R1=100 kΩ
R2=500 kΩ
Ci=100 uF
Co=470 uF

Disculpen, pensé que había cargado las imágenes... acá está el link:
http://www.filedropper.com/dibujo_1

desde ya muchas gracias... espero su respuesta
 
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