Universidad Politécnica Salesiana. Salesiana. Transistor BJT en Conmutación.
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Transistor BJT enConmutación Jaramillo Sánchez Isauro David
[email protected] Universidad Politécnica Salesiana
Abstract. -The
following report provides a theoretical about switching operation of a BJT transistor, functioning and characteristics was made. Also the calculations for all circuits made in practice to develop, and if it is found necessary circuit simulations.
I. a. b.
OBJETIVOS
Comprobar el funcionamiento d el transistor BJT en conmutación. Diseñar, calcular y comprobar el funcionamiento de los l os siguientes circuitos de conmutación del transistor BJT:
Circuito indicador de nivel de agua. Circuito de apagado y encendido de un motor CC utilizando LDR . Inversión de giro automática de un motor de CC con un pulsante para marcha y otro para paro implementado un puente H. Encender una lámpara de 110V mediante un relé encendido por un transistor en conmutación. La lámpara se enciende cuando no hay luz. Realizar un circuito que accione un motor (ventilador) durante 3 segundos luego de que la temperatura aumente.(usar NTC o PTC)
II.
colector (lo contrario del sentido normal de la corriente de colector para un transistor NPN en la región activa). Esta corriente hace que aumente la tensión de salida. Así, la tensión de salida es, de hecho, ligeramente mayor que la tensión de alimentación.
Figura. 1. Circuito para m mejorar ejorar la conmutación.
Intervalo de conmutación Los transistores ofrecen especificaciones de los intervalos de tiempo de conmutación para circuitos de prueba similares al inversor RTL. Definimos el inicio de una transición lógica como el punto en el que ya ha ocurrido el 10% del cambio de tensión. Por ejemplo, el inicio del flanco de subida del impulso de entrada de 3 voltios, es el punto en el que el impulso de entrada alcanza los 0,3 . De igual manera, el inicio del flanco de bajada del impulso de salida es el punto en el que cae a 2,7 .
MARCO TEORICO
Transistor BJT en conmutación El transistor BJT aquí tiene un objetivo principal es relacionar el comportamiento en conmutación del inversor RTL con la física interna del bipolar. Idealmente, nos gustaría que el bipolar conmutara instantáneamente de saturación a corte y viceversa. Sin embargo, las capacidades de transición de las uniones y el almacenamiento de portadores minoritarios en la base, ralentizan las transiciones. Para poder entender mejor el funcionamiento simplemente se mostrara mostrara los efectos de la conmutación conmutación en un circuito típico. Parte de la corriente de base fluye a través de la capacidad de la unión del colector, y sale del terminal del
Figura. 2. Curva característica. característica. La principal aplicación de transistor como interruptor es en los circuitos e integrados lógicos, allí se mantienen
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trabajando los transistores entre corte o en saturación, en otro campo se aplican para activar y desactivar relés, en este caso como la carga es inductiva (bobina del relé) al pasar el transistor de saturación a corte se presenta la "patada inductiva" que al ser repetitiva quema el transistor se debe hacer una protección con un diodo en una aplicación llamada diodo volante.
III.
recorrido que involucra el voltaje colector -e misor:
∗ = 0 =
PROCEDIMIENTO
A continuación presentaremos los distintos circuitos de aplicación realizados en cada uno se desarrolla los respectivos cálculos y además se presenta el esquema de cómo están constituidos. 1.
2
Circuito 1
A continuación se presenta el circuito indicador de nivel de agua , como está constituido y los cálculos realizados para el mismo.
=
520.1 25 ∗ 10−
= 116Ω
2. Circuito 2 En este circuito se realizara el funcionamiento de un motor de 12 voltios (encendido y apagado), para ello utilizaremos un LDR. “ El motor se prendera cuando el LDR reciba luz”
Figura 3. esquema del circuito 1.
Datos: Figura 4. esquema del circuito 2. Ic
25mA
Datos:
160
I B =
=
2 5 ∗ 1 0− 160
= .
∗ = 0 =
=
50.7
156.25 ∗ 10−
= 27.5
1.5mA
I Bsat ura cion
recorrido que involucra el voltaje base emisor:
1.5mA
200
I c Motor
Cálculos:
300mA
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V th V BC
Re
I Bsat uracion
Rth
R LDR xR1 R LDR R
60kR1 60k R1 V th
V th
V cc
3
V th 0.7
7.5mA 60kR1 60k R1
60kR1 7.5mA
672.44
* R LDR
R LDR R1
12 * (60k ) 60k R1
Simulación.. Movimiento horario del motor.
En la Simulación 4se ha accionado el pulsador 2 (SW2), este hace que el motor gire en el sentido de las manecillas del reloj.
3. Circuito 3 En este circuito se realizara el funcionamiento del motor en sentido horario y anti horario. Como se observa en la Figura 1 tenemos el pulsador 1(SW1) y el pulsador 2(SW2) con ellos controlaremos la inversión de giro. “Inversión de giro del motor”
= = 2.2 Ω = = 28 Ω = 12 = = 23906 = = = = 23904
Cálculos: = =
=
150 100
= .
= 1.5 ∗ 6 = . = =
= =
Figura 5. Esquema del Circuito 3. = =
4.
Simulación.. Movimiento anti horario del motor.
En la Simulación 3se ha accionado el pulsador 1 (SW1), este hace que el motor gire en el sentido contrario a las manecillas del reloj.
7.50 2
= .
(0.7+ 0.7) (0.7 + 0.7)
= .
=
Circuito 4
En este circuito se realizara el funcionamiento diferente al circuito, en este caso trabajaremos con un foco de 120 voltios (encendido y apagado), para ello utilizaremos un LDR. “El foco se prendera cuando el LDR este sin luz”
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4
=
∗ +
IV.
1.5 ∗ 20 1.5 + 20
= .
Materiales y E quipos
Materi ales
Figura 6. Es quema del Circuito 4.
=
E quipos
Resistencias Cables bananas Transistores LDR Pulsantes Potenciómetros
Multímetro Fuente de alimentación Project board
Tabla. 1. Cuadro de los elementos electrónicos utilizados.
En la simulación podemos ver que el LDR tiene una intensidad de luz (1000 lux), aquí nuestro foco no está prendido pero al bajar la intensidad de luz(10 lux) se prende el motor.
V.
GRAFICOS
Figura 7. Funcionamiento del circuito 4 (sin la presencia de luz en el LDR.
Simulación. circuito 4. = 1.5 Ω = 12 = 23904 = 20 = 2 = 30
Cálculos: = = ∗
=
3 0 ∗ 1 0−
+
92 = 12 ∗
= . 1.5
= . 20 + 1.5
Figura 8. Funcionamiento del circuito 4 (con la presencia de luz en el LDR.
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VI.
CONCLUSIONES
En ésta práctica se aprovechan las regiones de Saturación (ON) y de Corte (OFF) del transistor para emular un interruptor entre los terminales Colector y Emisor del BJT. Cuando trabajamos con un relé debemos saber que este también actúa como un interruptor, ya que al recibir voltaje se acciona. In this practice regions Saturation (ON) and Court (OFF) transistor prey to emulate a switch between the collector and emitter terminals of the BJT. When working with a relay should know that this also acts as a switch, since the receiving voltage is operated.
VII.
REFERENCIAS
‘ TransistorPNP 5Hertz Electrónica. y NPN ’ .www.5herts.com/tutorial/91. 14 de Junio de 2015. [2] Guías Únicas De Laboratorio De Electrónica I. características’ . ‘ Curvas www.electrocomponentes.com. 14 de Junio de 2015. [1]
VIII.
BIBLIOGRAFIA
[1] Nilsson, James W., & Riedel, Susan A. (2002).’Transistors’ . New Jersey: Prentice Hall. 06 de Mayo de 2015.
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