CE_GR4-1_QUINATOA_RONNY_PRACTICA3_PREPARATORIO

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Trabajo Preparatorio Práctica N° 3: Diseño de 
Amplificadores Multietapa con Acoplamiento 
Capacitivo. 
Ronny Quinatoa 
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica 
Laboratorio de Circuitos Electrónicos 
Quito, Ecuador 
ronny.quinatoa@epn.edu.ec 
 
 Resumen-. En este trabajo se analiza el circuitos 
amplificadores en multietapa con acoplamiento capacitivo, se 
ven sus ventajas y desventajas, además se realiza el diseño de 
un circuito para ver su funcionamiento respectivo. 
I. PREGUNTAS 
A. ¿Cuáles son las características, ventajas y 
desventajas de un amplificador multietapa con 
acoplamiento capacitivo? 
La característica de este amplificador es que la señal que 
se genera en el colector de cada etapa se acopla a la 
siguiente a través de un capacitor, de esta manera se separa 
la componente en c.d de la señal de c.a., las etapas que se 
conectan en cascada amplifican la señal y además la 
ganancia total es igual al producto de las ganancias 
individuales. También hay que tener en cuenta que la 
impedancia de carga para la primera etapa será la 
impedancia de entrada de la segunda etapa y esto se repite 
sucesivamente dependiendo del número de etapas [1]. 
Los capacitores que están acoplados transmiten la señal 
de c.a pero bloquean la c.d, por esta razón las etapas quedan 
aisladas a lo que concierne a la c.d. De esta manera se 
previene la interacción de la c.d y evita el desplazamiento 
de los puntos 
Los capacitores que están acoplados transmiten la señal 
de c.a pero bloquean la c.d, por esta razón las etapas quedan 
aisladas a lo que concierne a la c.d. De esta manera se 
previene la interacción de la c.d y evita el desplazamiento 
de los puntos Q. Una de las desventajas de este 
acoplamiento es la limitación que existe en bajas 
frecuencias por el capacitor que está entre las etapas [1]. 
B. Detallar los pasos a seguir para el diseño de un 
amplificador multietapa con acoplamiento capacitivo. 
-Primero hay que identificar los datos de ganancia que 
se desee diseñar, el beta de los transistores, además la 
fuente de entrada que se va a tener, también es importante 
tener en cuenta la frecuencia a la que va a trabajar el 
circuito, es importante tener en cuenta la resistencia de 
carga que puede tener el circuito. 
-Luego, se definen el número de etapas que va a tener 
y las ganancias respectivas de cada etapa, así como la 
configuración de cada una de ellas para empezar a 
diseñarlo. 
-Se trabaja empezando desde la ultima etapa hacia la 
primera, calculando los datos de polarización, voltajes en 
cada parte del transistor y calculo de resistencias para las 
distintas configuraciones, además se debe definir las 
impedancias de entrada y salida de cada una de las etapas. 
-Cuando se tengan todos los datos requeridos de 
resistencia según el modelo que se desee construir se 
procede al calculo de los capacitores y a la comprobación 
de las ganancias para verificar que el sistema cumple con 
los requerimientos deseados. 
C. Diseñar un circuito amplificador con acoplamiento 
capacitivo EC-EC (Emisor Común-Emisor Común) 
que cumpla con las condiciones de diseño detalladas. 
Condiciones: 
|𝐴𝑣| = 30 
𝑉𝑖𝑛 = 150 [𝑚𝑉] 
𝑅𝐿 = 2.2 𝑘Ω 
𝑓 = 1.2 𝑘𝐻𝑧 
Se definen las ganancias de cada etapa: 
𝐴𝑣1 = 5 
𝐴𝑣2 = 6 
Se buscan los siguientes valores del circuito: 
 
Figura 1. Circuito EC-EC acoplado capacitivamente. 
𝑅𝐶2 = 𝑅𝐿 = 2.2 𝑘Ω 
Segunda etapa: 
Si: 𝑅𝐶2 = 𝑅𝐿 = 2.2 𝑘Ω 
𝑅𝐿
′ =
𝑅𝐿
2
= 1.1 𝑘Ω 
𝑉𝑅𝐶2 ≥
𝑅𝐶2
𝑅𝐿
′ 𝑥𝑉�̂� =
2.2 𝑘Ω
1.1 𝑘Ω
𝑥 150 [𝑚𝑉] 𝑥 30𝑥1.2 = 10.8 
𝑉𝑅𝐶2 = 10.8 [𝑉] 
𝐼𝐶2 =
10.8
2.2 𝑘Ω
= 4.91 [𝑚𝐴] = 𝐼𝐸2 
𝑟𝑒2 =
𝑉𝑇
𝐼𝐸2
=
26 𝑚𝑉
4.91 𝑚𝐴
= 5.3 Ω 
𝑉𝐸2 ≥ 𝑉𝑖𝑛 + 1 
𝑉𝐸2 = 4 [𝑉] 
𝑅𝐸2 =
4 𝑉
4.91 𝑚𝐴
= 814.66 Ω 
|𝐴𝑣2| =
𝑅𝐿
′
𝑟𝑒2 + 𝑅𝐸2
′ =
1.1 𝑘Ω
5.3 + 𝑅𝐸2
′ 
𝑅𝐸2
′ =
1.1 𝑘Ω
6
− 5.3 = 178.03 Ω 
𝑹𝑬𝟐
′ = 𝟏𝟗𝟎 𝛀 
𝑅𝐸2
′′ = 𝑅𝐸2 − 𝑅𝐸2
′ = 814.66 − 190 = 626.66 Ω 
𝑹𝑬
′′ = 𝟔𝟑𝟎 𝛀 
𝑅𝐸2 = 𝑅𝐸2
′ + 𝑅𝐸
′′ = 190 + 630 = 820 Ω 
𝑉𝐸2 = 𝐼𝐸2𝑥𝑅𝐸2 = 4.91 [𝑚𝐴]𝑥 820 = 4.03 [𝑉] 
𝑉𝐶𝐸2 = (150 𝑚𝑉 𝑥 5) + (150 𝑚𝑉 𝑥 30) + 2 = 7.25 [𝑉] 
𝑉𝐶𝐶 = 𝑉𝐸2 + 𝑉𝐶𝐸2 + 𝑉𝑅𝐶2 = 4 + 7.25 + 10.8
= 22.05 [𝑉] 
𝐼𝐵2 =
𝐼𝐶2
𝛽
=
4.91 𝑚𝐴
100
= 49.1 𝜇𝐴 
𝐼22 = 10𝑥𝐼𝐵2 = 491 𝜇𝐴 
𝐼12 = 11𝑥 𝐼𝐵2 = 540.1 𝜇𝐴 
𝑅𝐵22 =
𝑉𝐸2 + 𝑉𝐵𝐸
𝐼22 
=
4 + 0.7
491 𝜇𝐴
= 9.57 𝑘Ω 
 
𝑅𝐵22 = 10𝑘Ω 
𝑅𝐵21 =
22.05 − (4 + 0.7) 
540.1 𝜇𝐴
= 32.12 𝑘Ω 
𝑅𝐵21 = 33𝑘Ω 
𝑍𝑖𝑛𝑇2 = 19.73 𝑘Ω 
𝑅𝐵𝐵2 = 7.67 𝑘Ω 
𝑍𝑖𝑛2 = 𝑍𝑖𝑛𝑇2 ∥ 𝑅𝐵𝐵2 = 5.52 𝑘Ω 
Primera etapa: 
𝑅𝐶1 ≈ 𝑍𝑖𝑛2 
𝑅𝑐1 = 5 𝑘Ω 
𝑅𝐿1
′ = 𝑍𝑖𝑛2 ∥ 𝑅𝐶1 = 2.62 𝑘Ω 
𝑉𝑅𝐶1 ≥
𝑅𝐶1
𝑅𝐿1
′ 𝑥𝑉0 ̂ = 1.43 𝑉 
𝑉𝑅𝐶1 = 3 [𝑉] 
𝐼𝐶1 =
3 𝑉
5 𝑘Ω
= 0.6 [𝑚𝐴] = 𝐼𝐸1 
𝑟𝑒1 =
26 𝑚𝑉
0.6 𝑚𝐴
= 43.33 Ω 
𝑉𝐸1 = 2 𝑉 
𝑅𝐸1 =
𝑉𝐸1
𝐼𝐸1
= 3.33 𝑘Ω 
𝑅𝐸1
′ =
2.62 𝑘Ω
5
− 43.33 = 480.67 Ω 
𝑹𝑬𝟏
′ = 𝟒𝟗𝟎 𝛀 
𝑅𝐸1
′′ = 3.33𝑘Ω − 480.67 Ω = 𝟐. 𝟖𝟓 𝒌𝛀 
𝐼𝐵1 =
𝐼𝐶1
𝛽
=
0.6 𝑚𝐴
100
= 6 𝜇𝐴 
𝐼21 = 10 𝑥 𝐼𝐵1 = 60 𝜇𝐴 
𝐼11 = 66 𝜇𝐴 
𝑅𝐵21 =
2 + 0.7
60 𝜇𝐴
= 45 𝑘Ω 
𝑅𝐵11 =
22.05 − (2 + 0.7)
66 𝜇𝐴
= 293.18 𝑘Ω 
𝑹𝑩𝟏𝟏 = 𝟑𝟎𝟎 𝒌𝛀 
ZinT1 = 53.87 𝑘Ω 
RBB1 = 39.01 𝑘Ω 
Zin = 22.63 𝑘Ω 
Capacitores: 
𝐶𝐶1 ≥
10
2𝜋 ∗ 𝑓 ∗ 𝑅𝐿1
′ ≥ 0.6 𝜇𝐹 
𝐶𝐶1 = 1 𝜇𝐹 
𝐶𝐸1 ≥ 2.48 𝜇𝐹 
𝐶𝐸1 = 3.3 𝜇𝐹 
𝐶𝐵1 ≥ 58.61 𝑛𝐹 
𝐶𝐵1 = 1 𝜇𝐹 
𝐶𝐶2 ≥ 1.2 𝜇𝐹 
𝐶𝐶2 ≥ 2 𝜇𝐹 
𝐶𝐸2 ≥ 7.23 𝜇𝐹 
𝐶𝐸2 = 10 𝜇𝐹 
𝐶𝐵2 ≥ 0.24 𝜇𝐹 
𝐶𝐵2 = 1 𝜇𝐹 
D. Presentar en una tabla los valores de voltajes y 
corrientes de polarización obtenidos teóricamente en 
el proceso de diseño del amplificador multietapa. 
𝐼𝐵1 5.6 [mA] 𝐼𝐵2 4.8 [mA] 
𝐼𝑐1 0.52 [mA] 𝐼𝑐2 4.8 [mA] 
𝐼𝐸1 0.52 [mA] 𝐼𝐸1 4.8 [mA] 
𝑉𝐵1 2.6 [V] 𝑉𝐵2 4.68 [V] 
𝑉𝐶1 19.2 [V] 𝑉𝐶2 11.35 [V] 
𝑉𝐸1 1.85 [V] 𝑉𝐸2 3.9 [V] 
 
E. Dibujar en hojas de papel milimetrado las formas de 
onda de las señales esperadas en cada etapa del 
circuito diseñado. 
 
Figura 2. Voltaje esperado en cada etapa del circuito. 
REFERENCIAS 
[1] L. Satama, “Programa Computacional Didáctico para la 
Enseñanza de Electrónica Básica Modulo II,” Escuela 
Politécnica Nacional, 2000.