Electrónica – Laboratorio
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Laboratorio N° 4
“EL TRANSITOR COMO INTERRUPTOR y AMPLIFICADOR”
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“El transistor como Interrutor” I.
OBJETIVOS
Identificar los tipos de transistores NPN y PNP, utilizando el probador de diodos del multímetro
Identificar los elementos !ue conforman un transistor, emisor, base y colector, usando el manual E"# u $o%as t&cnicas del fabricante y el probador de diodos del multímetro
"alcular y medir los 'olta%es de operación de ()" !ue se encuentran en un circuito con transistores
"omprobar el funcionamiento del transistor como interruptor
*plicar una car+a inducti'a a la salida del transistor
*plicar el transistor como interfase de potencia
ostrar como funciona un amplificador de emisor com-n típico y medir la +anancia de 'olta%e con car+a
)eterminar el corrimiento de fase entre las se.ales de entrada y salida de un amplificador de emisor com-n
edir la +anancia de un amplificador de emisor com-n con condensador de desacoplo en el emisor
II.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
El Transistor es un dispositi'o pe!ue.o !ue apro'ec$a las propiedades semiconductoras y cristalinas del +ermanio o del silicio y !ue sir'e para ampliar las oscilaciones el&ctricas El transistor sir'e como amplificador y tambi&n como interruptor Los elementos del transistor son/ 0*1E – "2LE"T23 – EI123, pueden ser del tipo PNP o NPN
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5na de las aplicaciones m6s importantes !ue se da al transistor, es la de interruptor, ya !ue permite controlar circuitos y dispositi'os, puede ser'ir como elemento de protección y de control El transistor conectado con un rel& permite controlar car+as de +ran corriente
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En un circuito como se muestra en la si+uiente fi+ura/
Tenemos un interruptor en posición 7, abierto/ Ideal/ I0 8 9 I" 8 9 "23TE :el transistor no conduce; 3ecta de "ar+a/
Interruptor en posición
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Los Transistores son amplificadores ideales, cuando se aplica una se.al de "* en los terminales de entrada, en los terminales de salida aparece una reproducción amplificada de la misma se.al En el circuito de emisor com-n !ue se muestra en la fi+ura, se transmite la se.al del circuito de base – emisor y sale del circuito colector – emisor )e esta manera el elemento emisor del transistor es com-n tanto al circuito de entrada como al de salida El emisor com-n suministra +anancias tanto de corriente como de 'olta%e La se.al de salida presenta una in'ersión de fase de 7=9° respecto a la se.al de entrada
Entonces, el emisor es com-n tanto a la se.al de entrada como a la salida en un circuito de emisor com-n * este tipo de circuitos tambi&n se le conoce como circuito de emisor a tierra El amplificador de emisor com-n puede alcanzar +anancias de 'olta%e y corriente medianas a altas Preparación El alumno debe de re'isar su te>to de consulta en la sesión ? 1e recomienda !ue estudie la sección de introducción al tema de la presente +uía de laboratorio
@ E!uipos y ateriales A 2sciloscopio A #enerador de funciones A Buente de alimentación de 7< ( A Protoboard A 3esistencias A Transistores
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4 Procedimiento P*3TE I/ "aracterísticas de los Transistores 77 Identificar las principales características de los transistores mostrados en la t abla 7usando el manual del E"# –NTE o usando el Internet y anótelos en la tabla 7
Transistor
TIPO NPN o PNP
!ANANCIA "#e $ % &
MATERIAL Si o !e
CORRIENTE Ic ma'(
POTENCIA Ma'(
)N*+,)N*,.. Tabla 7 7< Identifi!ue el tipo de encapsulado !ue corresponde a cada uno de los transistores mostrados en la tabla 7
Bi+ura 7
7< "ompruebe el estado del transistor
Bi+ura < 7<7 "on el multímetro di+ital en prueba de diodos, eli%a uno de los pines del transistor como base y conecte el terminal positi'o 45
Tecsup Electrónica Labo ratorio 7<< "on el terminal ne+ati'o del multímetro, intercale en los otros terminales del transistor, si obtiene dos lecturas de ba%o 'alor, entonces el terminal positi'o es la base y se trata de un
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transistor NPN, de no ser así conecte la punta positi'a a otro terminal y repita el proceso $as ta encontrar dos lecturas i+uales 7<@ Para ubicar el colector 'ea detalladamente las dos lecturas obtenidas y la de m6s ba%o 'alor :la diferencia son solamente de al+unas d&cimas; corresponder6 al "olector y el otro terminal ser6 el emisor 7@ Para comprobar si el transistor esta en buen estado realice en el circuito anterior la prueba directa e in'ersa entre los terminales 0E y 0" como si fueran diodos y anote los 'alores obtenidos en la si+uiente tabla <
TRANSISTOR
DIRECTA
IN/ERSA
Esta0o 0el transistor Malo1 $ 2 & 3ueno1 $ √ &
0E
0"
E0
"0
PARTE II1 EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR "omprobar el funcionamiento de un transistor como interruptor <7lmplementar el circuito de la fi+ura @
Fi4ura * << "onecte el interruptor a la posición 7 :al positi'o de la batería; <4 "onecte el amperímetro y el 'oltímetro como se muestra en la fi+ura <? ida la tensión y la corriente !ue pasa por el colector del transistor y anote en la tabla @
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Posici5n 0el Interrutor
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Tensi5n Colector 6 Emisor
Corriente 0e Colector
8ona 0e Tra9a:o 0el
/CE $7oltios&
Ic $ mA&
Transistor
Posición 7 Posición <
Tabla @ <D Lle'e el interruptor a la posición < :conecte a #N);, mida la ("E y la corriente de colector lo anote en la tabla @ < 1e.ale para cada posición en !ue zona de traba%o opera el transistor y anote en la tabla @ <? )e acuerdo a los datos obtenidos en la tabla @ FEl transistor se comporta como un interruptorG FPor!u&G
PARTE III1 INTERFACE TRANSISTOR 6 REL; EL TRANSISTOR CON CAR!A INDUCTI/A "omprobar el funcionamiento del transistor con car+a inducti'a @7 Implemente el circuito de la fi+ura @ :P7 al transformador de 779( *";
Bi+ @
@< F"ómo se comporta el 3el& en la posición 7G, FHu& se obser'a en la l6mparaG @@ F"ómo se comporta el rel& en la posición
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@42bten+a del +enerador de funciones una se.al cuadrada TTL de ? ()" * una frecuencia de 7 z y conecte corno se indica en la fi+ura 4
Bi+ura 4
@? FHu& obser'a en la l6mparaG, e>pli!ue por!ue @D 3etire la l6mpara del circuito y aumente la frecuencia del +enerador a 7 J$z @"onecte el osciloscopio entre el "olector y el Emisor del transistor, #raficar la forma de onda obtenida
Tensión "olector Emisor
!r<#ico = @= lmplemente el circuito de la fi+ura ? y +rafi!ue la forma de onda entre el colector y el Emisor
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Bi+ ? Tensión "olector Emisor
!r<#ico ) @=7 Por!u& se producen picos de 'olta%e en la salida del ("EG @=< "onecte en paralelo a la inductancia el diodo )7 FHu& obser'a en el osciloscopioG, Fpor !ueG @=@ FHu& función cumple el diodo 'olante )7G FPor !u&G K
PARTE I/1 EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR "omprobar el comportamiento de un transistor como amplificador en Emisor "om-n 48
Tecsup 4.1
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Implemente el circuito mostrado en la fi+ura D
Bi+ura D 4< (ariar los potenciómetros > $asta obtener (ce 8 D ' :zona acti'a del transistor; 4@ edir las corrientes de base, de colector y calcular la +anancia del transistor, completar la tabla 4
#anancia de "orriente / (ce
Ic
Ib
$fe :;
Tabla 4
44 2bten+a del #enerador de funciones una se.al sinusoidal de <99m(pp a una frecuencia de 7 J$z :utilice la atenuación del +enerador de <9db;
4? Implemente el circuito mostrado en la fi+ura
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Tecsup R1 4.7k
+ V1 12V
R4 1.5k
P1 100 K P2
C3 4.7 uF +
10K C1 4.7uF + V2 -100/100V
1kHz
Q1 2N3904
R2 3.9k
R6
R3
4.7k
3.9k
R5
+
330
C2 220uF
Bi+ 4D "onectar el "$7 del osciloscopio en los e>tremos del #enerador de Bunciones y el canal "< del osciloscopio en la resistencia 3D y tierra 2bser'e y +rafi!ue las formas de onda obtenidas en forma simultanea, indi!ue claramente las amplitudes (pp, el periodo y la fase de las se.ales Tensión de Entrada :(i; en el +enerador y Tensión de salida :(o; en la resistencia 3D
!r<#ico *
4 "alcule la +anancia de 'olta%e *' a partir de la ecuación, y indi!ue el 6n+ulo de f ase *' 8(oM(i 8 KKKKKK
50
Φ8KKKKKKK
4= FHu& sucede con la tensión de salida (o, si aumenta la se.al de entrada (i a 7 (ppG 4C FHu& sucede con la +anancia si desconecta el condensador "< del emisorG ..............................................................................................................................................................
In#orme Car
Fun0amento Te5r ico )eber6 ser conciso y redactado con len+ua%e propio Estar6 basado en las lecturas recomendadas o cual!uier otra información relacionada con el tema No debe e>ceder de una p6+ina
Resulta0os 0el La9oratorio El informe deber6 constar de los si+uientes puntos/ I
II III III
3esultados del procedimiento desarrollado en el laboratorio indicando con claridad las mediciones tomadas y los +r6ficos de las se.ales de acuerdo a las escalas tomadas : No "opiar toda la +uía de laboratorio ; E>pli!ue sustentando con fundamentos teóricos los resultados obtenidos en el laboratorio uestre tres aplicaciones !ue puede dar al Transistor como amplificador yMo Interruptor 3esuel'a y sustente el si+uiente cuestionario
TEST DE LA3ORATORIO EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR E INTERRUPTOR 7 En un transistor PNP la base se polariza a; Positi'amente b; Ne+ati'amente c; "ual!uier polaridad d; No se polariza < En la zona de corte el transistor presenta/ a; "orriente de base m6>ima b; Tensión m6>ima entre colector y emisor c; Potencia m6>ima d; Tensión entre base y emisor de 9D ' @ En un *mplificador en Emisor "om-n, la se.al de salida de "* se toma entre/ a; EI emisor y el colector b; La base y tierra c; Emisor y tierra d; "olector y tierra 4 En un *mplificador en Emisor com-n La se.al de salida de "* a; b; c; d;
Est6 en fase con la se.al de entrada Est6 desfasada con respecto a la se.al en el colector Est6 desfasada 7=9° con respecto a la se.al de entrada Est6 en fase con la se.al en el emisor
? En la zona de corte el transistor se comporta como/
a; b; c; d;
*mplificador de potencia Interruptor cerrado Interruptor abierto N*
D En la zona de saturación, el transistor se comporta como / a; b; c; d;
*mplificador de potencia Interruptor cerrado Interruptor abierto N*
El 3elay es actuar como/ a; b; c; d;
Interruptor electroma+n&tico *mplificador de potencia interruptor de corrientes pe!ue.as, N*
=
El )iodo )7 prote+e de los picos de tensión al a; b; c; d;
3elay Transistor El relay y el transistor N*
C Para !ue el diodo )7 sir'a de protección al transistor debe polarizarse a; b; c; d;
)irectamente In'ersamente ambos tipo puente
79 El tipo de encapsulado del transistor
*pellidos y Nombres/KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKesa/KKK PUN TA JE:
O9ser7aciones !enera les 7
La presentación del informe se realiza al in+resar al Laboratorio En la clase si+uiente a su realización
<
1e tomar6 en cuenta las re+las de orto+rafía en la redacción del in f orme
@
La e'aluación se realizar6 del si+uiente modo
O9ser7aciones1 se resaltan los lo+ros alcanzados y tambi&n las dificultades o errores de car6cter t&cnico !ue pudiera $aber encontrado el alumno en el desarrollo de las tareas, respaldados por los c6lculos o +r6ficos pertinentes si fuese el caso
Conclusiones1 esta parte contiene la síntesis de los resultados alcanzados a la finalización del e>perimento
Alicaci5n 0e lo aren0 i0o a& In7esti4ar y mostrar el tio 0e inter#ase transistor?rel@ ue resenta un PLC b; Mostrar una alicaci5n 0el transistor como interrutor c;
Mostrar una alicaci5n 0el transistor como am li# ica0or
TE"N2L2#I* E"*NI"* ELE"T3I"* 3-brica +
Identifican, analizan y resuel'en problemas t&cnicos en sistemas electromec6nicos
"urso/
ELE"T32NI"*
"iclo/
*cti'idad/
Laboratorio 94/ El transistor como interruptor y amplificador
1emana/
Nombre y apellido del alumno/
1ección/
)ocente/
2bser'aciones
Periodo/
Bec$a/
III
)ocumentos de E'aluación o%a de Traba%o
*rc$i'o inform6tico
P
Informe T&cnico
Planos
"aso
2tros/
3e!uiere No e%ora aceptable
E>celente
0ueno
4
@
<
9
Implementa una circuitos b6sicos con Transis tores
@
<
9
*naliza el comportamiento del transistor con el osciloscopio
@
<
9
Puntualidad, Limpieza y 1e+uridad
@
<
9
Test de Labora torio
@
<
9
@
<
9
"3ITE3I21 * E(*L5*"ION Identifica y prueba el estado de un transistor
Informe/ "aratula, 3edacción, 2rto+rafía, "onclusiones, *plicación
4
Punta%e Lo+rado
Punta:e Total
"omentarios al alumno/ :)e llenado obli+atorio;
Punta%e
)escripción
E>celente
4
"ompleto entendimiento del problema, realiza la acti'idad cumpliendo todos los re!uerimientos
0ueno
@
Entendimiento del problema, realiza la acti'idad cumpliendo la mayoría de re!uerimientos
3e!uiere me%ora
<
0a%o entendimiento del problema, realiza la acti'idad cumpliendo pocos de los re!uerimientos
No *ceptable
9
No demuestra entendimiento del problema o de la acti'idad
A NOTAC IONES ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………….……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………….……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………….……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………….……………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….……………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………….……………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………….……… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …….………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………….……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………….………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………….………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………....