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INFORME N°1 Circuitos osciladores de relajación CATICUAGO FARINANGO CRISTIAN ANTONIO FONSECA JARAMILLO JOSE FEDERICO 18 DE OCTUBRE DE 2015 Resumen — se rea realizó lizó la implementación de los los dos circuitos, en dond e se observó las las form as de onda en el emis or y el term inal de la b ase 1 del UJ T, además se tom aron d atos cu ando la res istenc ia RE reducía a su mínim o y máxim o, log rand o o btener las frecu encias mínim as y m áxim as del o sc ilad or d e relajación . A b s t r a c t— we made the two circuits, on those circuits we saw the waves in the emission and base one of UJT, after we took som e data when the resistor RE was low and high, managing to obtain the oscillator of relaxation’s f r e q u en en c y m a x i m u m a n d m i n i m u m .
I. M ARCO TEORICO El UJT es un dispositivo de tres terminales cuya construcción básica se muestra en la figura 1. Una pastilla de material de silicio tipo levemente dopado (característica de resistencia incrementada) tiene dos contactos base fijados a los dos extremos de una superficie y una barra de aluminio ligada a la superficie opuesta. La unión tipo − se forma en el límite de la barra de aluminio y la pastilla de silicio tipo . La unión − única explica la terminología monounión. [1]
Fig.2. Símbolo y configuración de polarización básica para el transistor de monounión. El concepto de un oscilador de relajación se ilustra con este circuito de intermitencia, en donde una batería carga repetidamente un condensador hasta el umbral de disparo de una bombilla, de modo que la bombilla parpadea a un ritmo constante.
Fig.3. Circuito y grafica de oscilador de relajación
Fig.1. Transistor de monounión (UJT): construcción básica. El símbolo para el transistor de monounión se da en la figura 2. Observe que la rama del emisor se trazó a un ángulo con respecto a la línea vertical que representa la pastilla de material tipo . La punta de la flecha apunta en la dirección del flujo de corriente (hueco) convencional cuando el dispositivo se encuentra en estado de polarización en directa.
Cuando la carga del condensador, llega al umbral de disparo de la bombilla, esta comienza a conducir y el condensador descargando su energía en la bombilla, la enciende emitiendo un destello. Al final de la rápida descarga del condensador, la bombilla está apagada completamente y se repite el inicio de una nueva fase de carga del condensador. [2] Un oscilador de relajación es un circuito de repetición (como el circuito de intermitencia que se ilustra arriba), que logra su comportamiento repetitivo, por la carga de un condensador hasta un cierto umbral de evento.
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II. CIRCUITOS IMPLEMENTADOS En los dos circuitos realizamos una modificación, cambiando el valor de la Resistencia 1, con la finalidad de que esta resistencia no consuma más corriente y se logre visualizar de mejor manera la forma de onda en ese punto. Circuito Nº 1: Circuito oscilador de relajación con UJT.
Los oscilogramas de a continuación son los correspondientes al circuito 1 y se observa como el proceso de carga y descarga del capacitor tiene una forma exponencial, la señal en la salida en cambio tiene momentos de disparo instantáneos, regresando inmediatamente a un voltaje constante al descargarse el capacitor.
Fig. 4 Voltaje en el capacitor
Circuito Nº 2: Circuito oscilador de relajación con PNP y UJT.
Fig. 5 Voltaje en R1
En las siguientes tablas se muestran los datos en el emisor y en la base uno del UTJ cuando es la frecuencia máxima y mínima.
Circuito Nº 2: Circuito oscilador de relajación con PNP y UJT. Frecuencia Max Terminal B1 Emisor
III. ANALISIS DE RESULTADOS Para el circuito 1 se tomaron los datos que se presentan a continuación, cuando el valor de la resistencia RE era 100K ohms
Circuito Nº 1: Circuito oscilador de relajación con UJT. Terminal B1 Capacitor
Vrms-ciclo
1.59 v
Vrms-ciclo
6.68 v
Frecuencia
4.244 KHz
Frecuencia
3.987 KHz
Vpico-pico
6.34 v
Vpico-pico
6.20 v
V medio
1.34 v
V medio
6.48 v
Frecuencia Min Terminal B1
Emisor
Vrms-ciclo
1.70 v
Vrms-ciclo
7v
Vrms-ciclo
1.80 v
Vrms-ciclo
7.20 v
Frecuencia
229.2 Hz
Frecuencia
221.2 Hz
Frecuencia
5.869 KHz
Frecuencia
351.9 Hz
Vpico-pico
7.20 v
Vpico-pico
5.80 v
Vpico-pico
6.80 v
Vpico-pico
5.80 v
V medio
1.43 v
V medio
6.73 v
V medio
1.38 v
V medio
6.96 v
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En los siguientes oscilogramas se presentan la carga y descarga del capacitor, hay que rescatar que la carga del capacitor en este circuito presenta ser una recta, lo que no es la descarga. La señal en la base 1 es mas característica de lo esperado a un pulso instantáneo y regresando a un voltaje constante.
Circuito N°2 Para el circuito dos se puede observar que la señal calculada y en laboratorio son muy similares.
Fig. 6 Voltaje en el capacitor
B. Calcule el de con los datos de la practica, para el UJT utilizado.
De acuerdo con la hoja de datos del 2N2646; es la relación intrínseca de bloqueo (0.56≤ η ≤0.75).
=
Fig. 5 Voltaje en R1
IV. CUESTIONARIO A. Indique las semejanzas y diferencias entre las formas de onda calculadas y medidas, justifique sus diferencias
Circuito Nº 1: Las gráficas calculadas son muy similares a las de la practica en la forma con respecto a la frecuencia en la práctica es mucho mayor que los calculados ya que los valores de la resistencia se cambiaron.
0.56 + 0.75 2
= 0.65
C. Para el circuito N°2, indique lo que sucede si la coriente de colector del transistor es menor que 1µA.
Para este caso el tiempo de carga del capacitor es mucho mayor devido a la siguiente relacion: = ( − ) D. Para el circuito N°2, indique lo que sucede si la coriente de colector del transistor es Mayor que 5mA.
Para este caso el tiempo de carga del capacitor es mucho menor devido a la siguiente relacion: = ( − ) E. En el circuto N°1, que sucede si en lugar de la resistencia de 1K, se coloca una de 2M ohms.
En concordancia con la siguiente expresión: > > El valor de la resistencia RE debe estar en el margen entre los valor de resistencia de pico y valle. Si se realizara el cambio de la resistencia por una de 2M ohms, se obtienes un desfase en dichol rango como se muestra a continuación. 15 − 8.8 15 − 1.2 > 100 + 2 > 5µ 5 1.24 > 2.1 > 3.45
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F. Para los circuitos, que sucede con los valores de Vp y Vv, si se incrementa el valor de .
El valor del voltaje de valle es preestablecido en el datasheet, lo que no sucede con el voltaje de disparo, sufriendo un aumento como se presenta con la siguiente expresión: + = 0.7 + ∗ + +
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CATICUAGO FARINANGO CRISTIAN ANTONIO Conclusiones: Generalmente R1 tiene un valor de 100 ohm, pero al momento de proyectar las curvas características en el osciloscopio, observamos que era necesario aumentar el valor de R1 a 550 ohm para distinguir y proyectar de mejor manera la señal. En el instante que el UJT se enciende, el diodo entra en polarización directa y la corriente en el capacitor ( ) es cero. El capacitor se descargara atreves de R1 y , si el elemento oscila entre corte y saturación las formas de onda en el capacitor serán como las obtenidas en el osciloscopio. Recomendaciones: Revisar y tener a mano, las características eléctricas de los transistores UJT y PNP para así evitar se conecte erróneamente las terminales de estos dispositivos. Medir la continuidad en los cables principalmente los utilizados en el osciloscopio es muy importante, ya que el osciloscopio es un instrumento muy sensible y se pueden infiltrar ondas que pueden alterar los valores que estamos midiendo, además también ayuda a conocer el estado de los cables.
FONSECA JARAMILLO JOSE FEDERICO Conclusiones: El funcionamiento del oscilador de relajación esta condicionado a un valor de resistencia (RE) y el valor de disparo (Vp), si uno de estos valores no se cumple en un circuito donde intervenga el UJT, este último no podrá ser accionado. Al utilizar un transistor pnp, como fuente de corriente, obligamos a suministrar una corriente continua de alimentación al capacitor, con la finalidad de obtener un proceso de carga lineal y controlada. La utilización de un potenciómetro en la ubicación de RE facilita la variación de la f recuencia, pudiendo obtener una frecuencia máxima, mínima y una frecuencia determinada dentro de este rango. Recomendaciones: Asegurarse que los valores de RE y Vp estén dentro del rango establecido para la primera y el vp que sea suministrado por la fuente de polarización. En caso de no observar una señal de salida optima se puede realizar variaciones en el valor de la resistencia R1 para lograr visualizar la señal de mejor manera.
VI. BIBLIOGRAFÍA [1] R. L.BOYLESTAD, Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos, s.f: 10 Edicion , s.f. [2] Hyperphysics, «Oscilador de Relajación a UJT,» s.f s.f s.f. [En línea]. Available: http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/electronic/relaxo.html. [Último acceso: 11 10 2015].
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VII. ANEXOS
