UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA CARRERA DE INGENIERIA ELECTRONICA LABORATORIO DE ELECTRONICA ANALOGICA II PRACTICA # 1 Integrantes: Niola Quito Christian Xavier e-mail:
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TEMA: TRANSISTOR BJT, CURVA CARACTERISTICA RESUMEN: En este informe se indica cómo
obtener
la curva característica del transistor
NPN y PNP
respectivamente. En base a los parámetros medidos del Voltaje colector emisor (VCE ) y de la corriente de colector (Ic) que son necesarios para la construcción de la gráfica.
OBJETIVOS:
Conocer los detalles básicos de los transistores BJT.
Armar dos circuitos uno con el transistor NPN y ot ro con un PNP.
Obtener las curvas características de VCE vs Ic, y la curva característica Ib vs Ic.
MARCO TEORICO: Transistor BJT Dispositivo electrónico, que por sus siglas en ingles indican, Transistor de unión Bipolar. Está conformado por tres terminales cada una con diferente nombre los cuales son: Base, Colector y Emisor. Existen dos tipos los transistores NPN y PNP y se los los puede diferenciar mediante mediante una flecha el cual indica el sentido que atraviesa la corriente. En la figura 1 se indican los tipos de transistor.
(a)
(b)
Figura. 1 Transistor BJT; (a) Transistor NPN; (b) Transistor PNP (Fuente; Autor)
1
Funcionamiento del transistor Su funcionamiento está basado en el control de la corriente que circula entre el colector y emisor, mediante la corriente de base. Con pequeñas variaciones de corriente a través de su terminal base se obtienen grandes variaciones de corriente entre sus terminales colector-emisor. En la figura 2 se muestra un ejemplo de funcionamiento del transistor.
[1]
Figura. 2 Ejemplo de funcionamiento del transistor (Fuente; Referencia bibliográfica [1])
Regiones de funcionamiento Cuando un transistor se utiliza como interruptor o switch, la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturación.
[2][3]
Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima (prácticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) máximo (casi igual al voltaje de alimentación).
[3]
Un transistor en saturación tiene una corriente de colector (Ic) máxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios).
[3]
Figura. 3 Funcionamiento del transistor; Zonas de corte y saturación (Fuente; Autor)
Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser bajo o mejor aún, cero.
2
Para lograr que el transistor entre en saturación, el valor de la corriente de base debe calcularse dependiendo de la carga que se esté operando entre encendido y apagado.
LISTA DE MATERIALES HERRAMIENTAS Y EQUIPOS: TABLA 1 Lista de lo utilizado en el desarrollo de la practica MATERIALES
Resistencias Transistores 2N3904, 2N3906 HERRAMIENTAS
Multímetro Cables Banana Protoboard EQUIPOS
Fuente de tensión
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: A. Curva característica transistor NPN 1. Esquema del Circuito: El circuito es la configuración emisor común del transistor NPN, que está conformado de la siguiente manera; del terminal positivo de la fuente VDD que será regulada desde 0V a 10V, va la resistencia de 20KΩ que ira conectado a la base del transistor. Luego del terminal colector ira una resistencia de 220Ω seguido de la fuente VCC que se ira regulando desde 0V a 15V. Los terminales negativos de la fuente VCC
y VDD irán
conectados al terminal Emisor del transistor, cerr ando así el circuito.
Figura. 4 Diagrama del circuito; Transistor NPN (Fuente; Autor)
2. Cálculos del Circuito Para realizar los cálculos se impusieron los valores de las resistencias de base y colector. En esta ocasión se realizara un solo calculo y se dejara planteada la ecuación de Ib e Ic ya que los valores de VDD y VCC irán variando, el cual serán las mismas ecuaciones pero con diferentes valores de voltaje.
3
(1)
(2) NOTA: La práctica consistió en realizar mediciones directamente del voltaje VCE y la corriente Ic. 3. Mediciones del Voltaje (VCE) y la corriente (IC) En la tabla 2 se indica los valores medidos de VCE e IC, con la fuente VDD que varía de 5, 8 y 10V y la fuente igualmente variable VCC entre 0V y 15V.
TABLA 2 Mediciones de voltaje (VCE) y corriente (IC) VDD VCC VCE IC (V) (V) (V) (mA) 10 2 0,1 8,6
10
4
0,15
20,6
10
8
0,26
36,5
10
12
0,91
52,7
10
15
1,82
64
8
2
0,11
8,8
8
4
0,15
18
8
8
0,34
35,8
8
12
1,24
50,5
8
15
2,87
59,3
5
2
0,14
9,2
5
4
0,19
17,6
5
8
1,02
33,3
5
12
4,26
37,5
5
15
6,72
40,5
4. Curva VCE vs IC
C I
Curva caracteristica recta de carga
80 60 40 20 0 0
5
10
15
VCE 20
(a)
(b) Figura. 5
Curva característica transistor NPN; (a) Software Excel; (b)Manualmente (Fuente; Autor)
4
B. Curva característica transistor PNP 5. Esquema del Circuito: El circuito es la configuración emisor común del transistor PNP, que está conformado de la siguiente manera; del terminal negativo de la fuente VDD que será regulada desde 0V a 10V, va la resistencia de 20KΩ que ira conectado a la base del transistor. Luego del terminal colector ira una resistencia de 220Ω y seguido al terminal negativo de la fuente VCC que se ira regulando desde 0V a 15V. Los terminales positivos de la fuente VCC y VDD irán conectados al terminal Emisor del transistor, c errando así el circuito.
Figura. 6 Diagrama del circuito; Transistor PNP (Fuente; Autor)
6. Cálculos del Circuito Para realizar los cálculos se impusieron los valores de las resistencias de base y colector. En esta ocasión se realizara un solo calculo y se dejara planteada la ecuación de Ib e Ic ya que los valores de VDD y VCC irán variando, el cual serán las mismas ecuaciones pero con diferentes valores de voltaje.
NOTA: La práctica consistió en realizar mediciones directamente del voltaje VCE y la corriente Ic. 7. Mediciones del Voltaje (VCE) y la corriente (IC) En la tabla 2 se indica los valores medidos de VCE e IC, con la fuente VDD variable de 5V a 10V y la fuente que también VCC entre 0V y 15V.
5
TABLA 3 Mediciones de voltaje (VCE) y corriente (IC) VDD VCC VCE IC (V) (V) (V) (mA) 10 2 (-0,07) 8,6
10
4
(-0,11)
20,6
10
8
(-0,25)
36,5
10
12
(-0,82)
52,7
10
15
(-2,30)
64
8
2
(-0,02)
8,8
8
4
(-0,12)
18
8
8
(-0,32)
35,8
8
12
(-1,62)
50,5
8
15
(-3,15)
59,3
5
2
(-0,10)
9,2
5
4
(-0,15)
17,6
5
8
(-0,97)
33,3
5
12
(-4,02)
37,5
5
15
(-6,12)
40,5
8. Curva VCE vs IC
VCE -20
Curva caracteristica Recta de carga -15
-10
0
-5
0 -20 -40 -60 -80 I
(a)
(b) Figura. 7
Curva cara característica transistor PNP; (a) Excel; (b)Manualmente (Fuente; Autor)
NOTA: En la figura 7 tomar en cuenta que los valores de IC y VCE serán ambos negativos.
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ANALISIS DE RESULTADOS: En la tabla 2 podemos observar como la corriente de colector va aumentando sin importar que se tenga un voltaje fijo en la resistencia de base, del mismo modo al no variar el voltaje de base la corriente de base no cambiara. El cambio de la Ic se debe a que se está variando la fuente de tensión VCC. Y que debido al factor beta tendrá una ganancia de corriente . El voltaje colector emisor también varía ya que este depende directamente de la caída de tensión que se tenga entre los terminales colector y emisor. En la tabla 3 ocurre los mismos casos, pero a diferencia que es co n el transistor PNP.
CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES: Se comprobó la curva característica del transistor, la cual está conformada por los valores de VCE e IC; en el eje horizontal irán los valores del voltaje, mientras que en el eje vertical están los valores de la corriente. Para tener la corriente máxima del colector se deberá igualar a cero VCE=0V, por otra parte para obtener el VCE máximo se deberá hacer IC=0V Se deberá tomar en cuenta el factor beta del transistor, para realizar los cálculos adecuadamente. En la conexión del circuito con t ransistor PNP se deberá tomar en cuenta la polarización.
BIBLIOGRAFIA: [1]
http://webs.uvigo.es/mdgomez/DEI/Guias/tema5.pdf
[2]
Transistor en Conmutación, enero 06, 2013 [Online], Enlace: guadalajara/tutores/ElectronDigit/El ecDig/T02Truco.html].
[3]
“Transistores”, enero 06, 2013 [Online], Enlace: [http://www.unicrom.com/tut_tran sistor_como_switch.asp].
7
[http://www.uned. es/ca-
