TEM315L – LAB.E.G
INFORME N°7 Aplicaciones no lineales del transistor CATICUAGO FARINANGO HENRRY VICENTE LUGMAA !AN"OVALIN MARCO VINICION #$ ENERO "EL %#&$ Resumen — En la práctica se usa el transistor y en relé para poder verificar que el transistor trabaje tanto en la región de corte así como en la región de saturación. Mediante el uso del relé se determinan datos los cuales sirv sirven en para para usar usar el tran transi sist stor or y trab trabaj ajar ar en las las dos dos regiones luego se trabajar con un motor con los mismos datos obtenidos anteriormente. !bstract — "n practice t#e transistor and relay used to verify t#at t#e transistor $or%s in bot# t#e clip region and t#e saturation region. &y usin using g t#e t#e rela relay y data data $#ic $#ic# # are are used used to usin using g t#e t#e transistor and $or% in t#e t$o regions are determined t#en t#en $or% $or% $it# $it# a motor motor $it# $it# t#e same data obtain obtained ed previously.
EL BJT EN CORTE Y SATURACION Corte El 9
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I' M ARCO TEORICO
APLICACIONES NO LINEALES DEL TRANSISTOR TR ANSISTOR El transisto transistorr es (n dispositi) dispositi)o o se*icond se*icond(ctor (ctor++ ,(e presenta dos *odos de -(nciona*iento. lineal / no lineal' El inter0s en las aplicaciones de con*(taci1n se centra en la parte no lineal+ ,(e per*ite (tili2ar dos estados clara*ente di-erenciados di-erenciados 3corte / sat(raci1n4' Las ec(aciones ,(e descri5en el *odelo lineal se p(eden (tili2ar para calc(lar el co*porta*iento 6asta ,(e el dispositi)o entra en la 2ona no lineal+ siendo ,(e (na )e2 en 0sta+ dic6as ec(aciones dean de tener )alide2' Esto Estoss tran transi sist stor ores es se *ode *odela lan n a tra) tra)0s 0s de dos dos *allas. la *alla de entrada / la de salida' La de entrada est8 dada por la 5ase 9 / el e*isor E *ientras ,(e la de salida por el colector C / el e*isor E' Res(lta e)idente ,(e el E res(lta co*:n a a*5as' A s( )e2+ e;isten dos tipos de T9< / s( di-erencia radica en el sentido de circ(laci1n de las corrientes+ -i=(ra & To*ado >&?
Fig. 1 sentido de la corriente en un transistor BJT
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Las ra2ones por la ,(e se (tili2an estos dos estados en este tipo de aplicaciones p(eden res(*irse en dos. E#ta$%&a& !e o5ser)a ,(e estos dos estados constit(/en )alores e;tre*os 3o lD*ites4 por lo ,(e )ariaciones 3o r(ido4 en la entrada no tendr8 =ran incidencia en la salida' Pote"ca La potencia ,(e cons(*e el transistor est8 dada por. P D V CE . I C =
El tie*po de con*(taci1n de (n estado a otro li*ita la -rec(encia *8;i*a de tra5ao To*ado >%?
DIODO DE PROTECCI'N !i la car=a es (n *otor+ rel0 o solenoide 3o c(al,(ier otro dispositi)o con (na 5o5ina4 de5e conectarse (n diodo so5re la car=a para prote=er al transistor del 5re) 5re)e e alto alto )olt )olta ae e prod prod(c (cid ido o c(an c(ando do la car= car=a a es desconectada' La corriente ,(e -l(/e a tra)0s de la 5o5ina de (n rel0 crea (n ca*po *a=n0tico el c(al cae de repente c(ando la corriente dea de circ(lar por
TEM315L – LAB.E.G ella' Esta caDda repentina del ca*po *a=n0tico ind(ce so5re la 5o5ina (n 5re)e pero alto )oltae+ el c(al es *(/ pro5a5le ,(e dae transistores / circ(itos inte=rados' El diodo de protecci1n per*ite al )oltae ind(cido cond(cir (na 5re)e corriente a tra)0s de la 5o5ina 3/ el diodo4 asD el ca*po *a=n0tico se des)anece r8pida*ente' Esto pre)iene ,(e el )oltae ind(cido se 6a=a s(-iciente*ente alto co*o para ca(sar al=:n dao a los dispositi)os' Fi=(ra % To*ado >? To*ado >? II' CIRCUITO! IMLEMENTA"O! Crcuto N,1
A
Fig. 2 Diodo de protección en un circuito con relé
$V
9
I*ple*entaci1n del circ(ito N°& con el (so de (n rel0 de $ V'
Crcuto N, A
REL( ELECTROMAGN(TICO )Re%a* SPDT+ !( -(nciona*iento se 5asa en el -en1*eno electro*a=n0tico' C(ando la corriente atra)iesa la 5o5ina+ prod(ce (n ca*po *a=n0tico ,(e *a=neti2a (n n:cleo de 6ierro d(lce 3-errita4' Este atrae al ind(cido ,(e -(er2a a los contactos a tocarse' C(ando la corriente se desconecta )(el)en a separarse' Es asD ,(e nos per*ite controlar (nas car=as de (n )oltae *a/or en 5ase a seales de 5aa tensi1n' ara la parte de 5aa tensi1n o circ(ito de disparo c(enta con dos pines+ entre ellos 6a/ (na 5o5ina interna' Los pines de alta tensi1n+ depende de las especi-icaciones del rela/+ en n(estro caso consta de tres conectores+ (n pin COMUN (n pin NO 3nor*al*ente a5ierto4 / otro pin NC 3nor*al*ente cerrado4+ -i=(ra '
Fig. 1 Relay SPDT
&NH##7
9 R E L $ V $V R 9 T IG & % % %#o6*
En la i*ple*entaci1n del circ(ito N°%+ el )alor de R &+ tiene re-erenciaJ al )alor ,(e to*a β 3entre &## a ##4+ en n(estro caso -(e de &K# / la corriente del colector " ''
TEM315L – LAB.E.G Para e% crcuto N,En la ta5la %+ se *(estra los datos o5tenido en relaci1n+ a la con-i=(raci1n de (n rel0 de K o $ V+ pode*os notar co*o el transistor controla al rel0 a tra)0s del p(lsador' CIRCUITO N,Re=i1n de Corte I C 0 A
β
I B
0
0 A
RB 20 KΩ
V CE 5.56 V
Re=i1n de sat(raci1n β I C V CE I B 39,5 m 314 125.8 µ 0.014 V
RB 20 KΩ
Crcuto N,3
&NH##7
M
(ara el circuito )*, Motor -' a /
M O T O R C " V R 9
En la ta5la + se *(estra los datos reco=idos+ en relaci1n a (so de (n *otor "C+ en s(stit(ci1n del rel0+ de la *is*a -or*a el transistor controla al *otor de5ido a ,(e es (n ele*ento electro*a=n0tico' !i I C =300 mA + / β 314 + / =
&#o6*
T IG & % %
I B=
I C
300 mA
β 314 V CE−V BE
RB = En la i*ple*entaci1n del circ(ito N°+ se considera el )alor de R &+ con re-erencia al )alor de " ' co*o dato de 300mA / el )alor de β + respecto al c8lc(lo en el circ(ito N°% to*ado (n )alor de &' Los )alores de las resistencias R &+ en el circ(ito N°% / N°+ se consideran )alores co*erciales+ es decir %# / &# o6* respecti)a*ente'
=
I B
I C
β
300 m
0
ANALI!I! "E RE!ULTA"O!
=955 μA
=
[ 9−0.6 ] V =8.79 KΩ [ 955 μ ] A
Ta$%a 3 CIRCUITO N,3 Re=i1n de Corte I B V CE 0 A
9.22 V
Re=i1n de sat(raci1n β I B V CE # 393.1 758 µA .7 V
I C III'
V CE =9 V
298 m
RB 10 KΩ RB 10
KΩ
(ara el circuito )*+
En la ta5la &+ se *(estra los datos reco=idos en la i*ple*entaci1n del circ(ito N°&+ el )alor de I B + se o5tiene de I B= I C / β Ta5la & CIRCUITO N° & I C β I B RB 39,8 m 150 265,3 μ 18.8 KΩ 20 KΩ
IV. CUESTIONARIO !. (resente el circuito completo de la práctica y comente los resultados. (resentar los valores de corriente y voltaje medidos.
CIRCUITO N° &
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En este caso el rel0 es accionado coincidencial*ente+ de5ido a la =eneraci1n de corriente ,(e atra)iesa por s( 5o5ina interna+ pro)ocando (n ca*po *a=n0tico+ ,(e atraerDa a los contactos 3es por ello (n pe,(eo sonido4'
CIRCUITO N, -
Ali*entare*os el circ(ito / el *otor independiente*ente' !e en)iar8 (n p(lso a la 9ase del transistor / 0ste dear8 pasar corriente entre s( Colector / E*isor+ cerrando el circ(ito / per*itiendo ,(e el *otor se *(e)a' ara ,(0 sir)e el diodo del *otor+ los *otores "C+ c(ando se red(ce r8pida / dr8stica*ente el )oltae ,(e se les proporciona+ pro)ocan (n pico de )oltae ele)ado d(rante (n *o*ento ,(e p(ede daar el *otor+ el diodo e)itar8 este e-ecto / e)itara ree*pla2os del *otor' El )alor de )oltae / corriente son e;p(esto en la parte de an8lisis de res(ltados !i el transistor per*anece 5lo,(eado+ de5ido a si con-i=(raci1n NN el rel0 no se acti)a / el e,(ipo no reci5e corriente el0ctrica' ode*os decir ,(e el 0R!)1"102R es el al*a de esta protecci1n / el ,(e 6ace -(ncionar al circ(ito N° % / respeti)a*ente &. E3plique para qué sirve el diodo en el circuito de la figura 4.
La seal de entrada por el e;tre*o del proto+ pasara por R9 a la 5ase del TI &%%+ ,(e es (n transistor NN / este pasar8 a cond(cir accionando el rel0 de5ido a s( con-i=(raci1n interna N+ esto se prod(cir8 c(ando accione*os el p(lsador+ "& 3&N##74 est8 paralelo con la 5o5ina del rel0 para co*pensar la ind(cci1n de la 5o5inaJ e)itar ,(e las altas tensiones a(toind(cidas en s( 5o5inado daen el circ(ito' C(ando el p(lsador este s(elto el rel0 no accionara / el transistor est8 en la re=i1n de corte+ el )oltae entre colector / e*isor ser8 el ,(e entre=a la seal' 3K a $ V4
CIRCUITO N, 3
El diodo en paralelo con la 5o5ina del rel0 c(*ple la -(nci1n de a5sor5er las tensiones ,(e se =eneran en todos los circ(itos ind(cti)os' La colocaci1n es del diodo in)ersa*ente polari2ado+ esto ,(iere decir ,(e 6a/ ,(e poner el 8nodo del diodo a la parte ne=ati)a de la 5o5ina / el c8todo a la parte positi)a de la 5o5ina' El diodo no cond(ce por estar polari2ado in)ersa*ente+ pero c(ando el circ(ito se corta+ cond(ce cortocirc(itando esa noci)a e;tracorriente' Ta*5i0n dis*in(ir8 el r(ido ,(e prod(ce esa e;tracorriente'
TEM315L – LAB.E.G '. 'onsulte más aplicaciones no lineales del transistor.
E% BJT e" co"utac!" Los circ(itos de con*(taci1n son a,(ellos en los ,(e el paso de 5lo,(eo a sat(raci1n se considera in*ediato+ es decir+ el transistor no per*anece en la 2ona acti)a' Los circ(itos tDpicos del transistor en con*(taci1n son los *(lti)i5radores / la 58sc(la de !c6*itt' Los *(lti)i5radores se aplican en los siste*as electr1nicos de te*pori2aci1n+ =eneraci1n de seales c(adradas+ inter*itencias+ etc' Las 58sc(las de !c6*itt tienen s( principal aplicaci1n en siste*as de detecci1n ,(e (tili2an sensores+ de -or*a ,(e se co*porta co*o (n interr(ptor acti)ado por las )ariaciones de al=:n par8*etro -Dsico detectado por el sensor
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UTILIZACIN EN APLICACIONES !E CON"UTACIN,# $.f, $.f, $.f. G. V&''a'(a ) ". A. Zamo*a, «TRANSISTORES !E UNION BIPOLAR,# $.f $.f $.f. [En '+na]. A-a&'a(' /0022o34.5m.$2&n6n&*&a$203no'o6&a7)7$&$0ma$7 '30*on&3o$2ma0*&a'7873'a$7120ma79.70*an$&$0o*$787 5n&on7(&o'a*7(:0.8f. [;'0&mo a33$o 1< 1% %=1>]. L. Na$/'$?) ) R. Bo)'$0a8, «APLICACIONES PR@CTICAS,# 8 Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos , !.F "&3o, Pa*$on E853a3&n, %==9, ]. C. A. S3/5'*, ELECTRNICA, PRINCIPIOS D APLICACIONES, $.f R-*0* , 19.
Conectando (n transistor a la salida de (n circ(ito inte=rado El transistor co*o in)ersor Usando (n transistor con*(tado por (n sensor Usando (n transistor co*o interr(ptor 3sitc64
To*ado >%? >K?
V. BIBLIOGRAFÍA [1]
F. Cofman, «TRANSISTORES – NOTAS PARA SU VI. ANEOS
Anexo [1]; Hoja de datos
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