Ejercicio 8

Diseñar una amplificador clase A con un grupo Darlington sabiendo que la potencia de salida es de 2 W y la tensión máxima excursión simétrica de señal sin deformación de salida es de 20 Vpk.


a) Características del transistor utilizado:

 Transistor utilizado: 2N6036

Estructura del transistor: PNP
Maxima potencia disipada en continua por el colector(Pc): 40w
Limite de VCb: 60v
Limite de VCe: 60v
Maxima corriente de colector: 4A
Tj: 150ºC
Encapsulado: TO126

b)Los cálculos de diseño de la etapa:

PL = 2w    Vopk = 20v

Rendimiendo(n%) = (PL/Pcc) . 100
Rendimiento elegido 18%



Pcc = (PL/n%) . 100 = (2w/18%) . 100
Pcc = 11,11 w

Pcc = Vcc . Icq = 11,11w


Adoptamos Vcc = 60v

Por lo tanto:
Icq = Pcc / Vcc = 185 mA
 
Adoptamos Icq=200mA para que la potencia de salida nos dea mas aproximada

Pdt max =  Icq . Vceq
Adoptamos  Vceq = 20v

Pdt max = 200mA . 20v 
Pdt max = 4w

Calculo de RC Y RE:


Vcc - Icq . (RC+RE) - Vceq = 0


60v - 200mA.(RC+RE) - 20v = 0


40v/200mA = RC + RE


RC + RE = 200ohm


Adoptamos:

RC = 100ohm      RE = 100 ohm

Calculo de R1 y R2:


Adoptamos R1 = 2,7k , R2 = 1k


Vbb = (Vcc. R2) / (R1+R2)


Vbb = (60v.1k) / (2,7k+1k)


Vbb = 16,5 v


Rbb = R1//R2 = 2,7k//1k

Rbb = 730 oh

Así quedaría el diseño del circuito:

c) Valores del punto de funcionamiento estático.


Por los cálculos determinados en el punto anterior:
Vceq = 20 v
Icq = 200ma

d)Medición del rendimiento de potencia de la etapa.


Rendimiendo(n%) = (PL/Pcc) . 100


PL= 2w
Pcc= 11,11w


n% = (2w / 11,11w) . 100

n% = 18%


e) Cálculo de disipación térmica del transistor y diseño del 
disipador.
Icq = 200mA
Vceq= 20v


Pdt max = Icq . Vceq

Pdt mac = 4w

Rtjc = 1,5°C/w
Rtcd = 0,8°C/w
tj = 150°C
ta = 50°C 


Rtda = tj - ta  - Rtjc - Rtcd
          Pdtmax




Rtda = 22,7°C/w

f) Medición de la polarización y análisis grafico del punto de 

funcionamiento de los transistores. 

Se midió si coincidían los valores teóricos con los prácticos de polarización:

Analisis grafico del punto de funcionamiento:



Icq = 200mA
Vceq= 20v

g) Análisis de la respuesta en frecuencia del sistema  

h) Análisis de la distorsión armónica. 


Gráfica de fourier: 

Tabla de la grafica de Fourier:

i) Partiendo de las mediciones y cálculos de los parámetros 
determinados en el circuito elabore una tabla de todas las 
características técnicas de la etapa. 



Ganancia = 5db
icq = 200mA
Vceq = 20 V
Pdt max = 4w
Pcc = 11,11w
PL = 2w
n% = 18 %