AMPLIFICADOR DE 18W

CALCULOS:

1. Calculamos el valor de la fuente

P= Vop2

2∗RL

RL = 8Ω Vop = Vcc

Reemplazando:

P= Vcc2

2∗RL , ahora despejamos

Vcc = √2∗P∗RL --- Vcc = √2∗18∗8 --- Vcc = 16.97 V ≈17V

Vcc = 17 V

2. Ahora calculamos la corriente máxima

Vcc = I*RL , despejamos

I = VccRL

---- I = 16.97V8Ω

-- I = 2.12 A

3. Ahora hallamos las características de los transistores ( Q5 y Q6 )

Vce ≥ 16.97 V ------------- Vce = 2* Vcc -- Vce = 34 V

I > 2.12 A ---------------- I = 3 A

Elegimos:

MJE350 NPN

……….. PNP

Nota - Al ser estos transistores de potencia su B tiene un rango de variación de 20-100 , para el diseño de amplificador se toma un B = 20 y que se diseña para el peor caso que es donde B tiene el valor más pequeño admisible.

3. Ahora hallamos los valores para las resistencias (R12 y R13)

R12 = R13 , Deben se resistores pequeños

En el diseño hemos puesto -- R12 = R13 = 0.27Ω

Ahora calculemos la potencia que debe de tener

P = V*I = I 2∗R ------- P= 2.122∗0.27 ------------------------ P= 1.2134 W

4. Ahora calculamos las características de los transistores (W4 , Q7 , Q3)

B= 100

Elegimos

BD135 NPN

BD136 PNP

Nota - Son transistores de señales y por esto solo interesa su B yaqué por estos circula una tensión muy pequeña en mV, como son transistores de señales tiene un B que varía de 100-300 , para el diseño se toma el peor caso que B=100, el más pequeño.

5. Ahora hacemos el cálculo de la resistencia (R10 Y R14)

R10 = R12 = (100,220,330,500Ω)

Nota -- Deben se valor bajos ya que si lo ponemos más que 1KΩ va haber distorsión en la salida.

6. Ahora calculamos el valor del condensador (C6)

C =1

2Ω∗fc∗RL -- C=

12∗3.1416∗20∗8

---- C= 994.71 µF ≈ 1000µF

C= 1000µF

7. Ahora calculamos el valor de los condensadores (C4 Y C6 )

En este caso asumimos

C=0.1nF

8. Ahora calculamos el valor de la resistencia (R8 Y R9)

Ib = Ic

B1∗B2 ---- Ib=

2.12 A20∗100

------ Ib = 1.06mA

R= Vcc−2∗Vbe

I -- R =

17V−2∗0.7V5mA

--- R= 3.12kΩ

R8=R9=R2

--------------- R8=R9 = 1.56 KΩ ≈ 1.8 KΩ

9. Ahora calculamos los valores para los diodos (D1 Y D2)

Elegimos

1N4148

Nota Los diodos cuya función es obligar a los transistores del amplificador a mantenerse polarizados en el punto de operación calculado. Si analizamos el circuito se ve que por estos diodos no van a pasar una corriente mayor a Ic por lo tanto no habrá problema al momento de elegir cualquier diodo de pequeña señal que soporte la corriente de polarización.

Dado las características mencionadas para estos y que la corriente 5mA, sirve cualquier diodo de señal en este caso elegimos 1N4148 el cual soporta una corriente máxima de 150mA.

10. Ahora calculamos el valor del condensador (C3)

C= 1

2π∗f∗(2∗rd)

rd =VtI

---------- rd =26mV5mV

------- rd = 5.2

Reemplazando

C= 1

2∗3.1416∗20∗2∗5.2 ----- C ≈ 100µF

11. Ahora hallamos los alores de los transistores (Q1 y Q2)

Elegimos:

2N3906 o BC559 (PNP)

Nota - Para Q1 y Q2 se elige un transistor PNP (mayormente en los diseños se escoge un B=100 ,estos transistores van a trabajar como un par diferencial que nos permite obtener el menor porcentaje de THD (distorsión armónica total).

12. Ahora hallemos el valor del Zener

Elegimos:

1N5353BRL de 15V

Nota Se elige un diodo Zener para establecer el voltaje en R4 para de esa manera asegurar una fuente de corriente aproximadamente a 3.5 mA que circula por el ingreso del par diferencial

13. Ahora calculamos el valor de la resistencia (R4 y R5)

IR4 = 2*IR3

R4 = 15V3.5mA

≈ 4.7 kΩ

Vce (Q1) = Vce(Q2) = Vcc2

= 8.5 V

Según la malla

Vcc – IR5*R5 – IR4*R4 – Vce – IR3*R3 + Vcc = 0

14. Ahora hallando R3

Ic1 = 20* Ib7

Primeo hallemos Ib7

Ic7=Vcc−2∗0.7

R ------------- Ic7=

17V−2∗0.7V3.12kΩ

-- Ic7= 5 mA

Ib7 = Ic 7B

-- Ib7=5mA100

--- Ib7= 50µA

Reemplazando

Ic1 = 20*50µA --- Ic1= 1mA

R3 = 0.7V

Ic 1−Ib 1 , Ib1 es muy pequeño por eso se desprecia

R3= 0.7V1mA

---- R3= 1KΩ

R5 = 1.08 KΩ ≈ 2.2 KΩ

15. Ahora hallemos los valores del condensador ( C2)

C2= 22µF

Nota -- se utilizo C2 de 22µF conectado en serie con R6, trabaja como filtro de retroalimentación para el amplificador.

16. Ahora hallemos el valor de la resistencia R6

Vo = √Vcc∗RL = √17∗8 = 11.66 v

Vi = 1 Vrms

11.66 = 1 + 8kR 6

-- R6 = 750.46Ω

17. Ahora hallamos R2

Asumimos R2= 22KΩ

18. Ahora hallamos el valor del condensador C1

Formula: 1∗fmin3

= 1

2π∗C1∗R2

C1 = 1µF

19. Ahora hallamos el valor de la resistencia R1

R1 = 0.1*R2 ----R1=0.1*22KΩ ---- R1 = 2.2KΩ