Polarización

Electrónica analógica. Circuitos eléctricos. Transistores bipolares. Efecto de la temperatura

  • Enviado por: Del Ipn
  • Idioma: castellano
  • País: México México
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    • SUBDIRECCIÓN ACADEMICA

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
ACADEMIA DE SISTEMAS DINÁMICOS

OPCIÓN: SISTEMAS
ASIGNATURA:

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

NOMBRE:

GRUPO: BOLETA: CALIFICACIÓN:

PRÁCTICA No. 3

TRANSISTOR BIPOLAR

PARTE I

  • POLARIZACIÓN

I.- OBJETIVO:

Al término de la práctica el alumno comprenderá el principio de funcionamiento del transistor bipolar, su circuito básico de polarización y el efecto de la temperatura en el punto de operación.

      • II.- MATERIAL Y EQUIPO

1 MULTIMETRO DIGITAL.

2 JUEGOS DE PUNTAS DE PRUEBA.

1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN VARIABLE DE C.D.
1 TABLILLA EXPERIMENTADORA Y ALAMBRE DE CONEXIÓN.
1 RESISTOR DE 680 OHMS A ¼ W.

1 RESISTOR DE 56KOHMS A ¼ W.
1 RESISTOR DE 270 KOHMS A ¼ W.

1 RESISTOR DE 18KOHMS A ¼ W.

1 RESISTOR DE 1KOHMS A ¼ W.

1 RESISTOR DE 560 OHMS A ¼ W
1 TRANSISTOR 2N2222.

1 TRANSISTOR BC548

III.- INTRODUCCIÓN TEÓRICA.

El transistor bipolar fue inventado en 1974 por un grupo de investigadores que
trabajaban para los laboratorios Bell. Por ello fueron merecedores del premio Nobel.

El transistor bipolar (BJT) esta formado por tres regiones de material semiconductor, dos iguales una complementaria, esto es dos regiones N y una P o bien dos regiones P y una N. La dos regiones iguales tienen como región intermedia a la complementaria, produciéndose dos tipos generales de transistores bipolares: NPN y PNP.

Las tres terminales del BJT son COLECTOR, BASE y EMISOR, siendo la región central la correspondiente a la BASE.

El principio de operación consiste en que la comente de base es multiplicada por un factor de ganancia (hfe o  ) y es la corriente que se tiene en el colector. El emisor, por lo tanto, tendrá una corriente que será la suma de las comentes de base y colector.

Ic=  lb

le = Ic + Ib

Por lo tanto el transistor bipolar es un dispositivo amplificador de corriente.

Las características eléctricas que sirven para definir un transistor bipolar, al igual que para todos los dispositivos semiconductores, están regidas por un organismo internacional llamado jedec ( Joint Electrón Devices Engineering Council of Electronics Industries Association).

Cuando se efectúa un diseño avanzado con un transistor bipolar se deben tomar en consideración no sólo las características eléctricas sino también las curvas de operación proporcionadas por el fabricante. Sin embargo, la mayoría de estos parámetros no son un elemento crítico en el funcionamiento del BJT, inclusive los manuales de semiconductores hacen referencia sólo a los más importantes y estos son:

NOMENCLATURA

PARÁMETRO

CONCEPTO

UNIDADES

Ic

Corriente
De Colector

Es la máxima comente de colector que
soporta el BJT en forma continua.

A

BVce

Voltaje de
Ruptura c-e

Es el máximo voltaje colector-emisor que
soporta el BJT antes de la ruptura.

V

hfe

Ganancia en
Corriente

Es el factor de amplificación entre I de
colector y la I de base.

-

PD

Potencia de
Disipación

Es la máxima potencia que soporta el
BJT entre colector y emisor.

mW

fT

Frecuencia de
Transición

Es la frecuencia a la cual la hfe se hace
unitaria.

MHz

TABLA No. 1

IV.- DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

4.1 - Ensamble el circuito de la figura No. 1, correspondiente al circuito básico de polarización del transistor bipolar. Ajuste la fuente a los valores recomendados en la tabla No. 2 , midiendo con el multímetro. Para cada voltaje ajustado mida el voltaje en los puntos indicados en la tabla. Recuerde que las corrientes las debe calcular, así como el voltaje en la resistencia de colector. Anote sus lecturas en la tabla No. 2.

Cuando termine de hacer la última medición de la tabla No. 2 deje conectado el
multímetro de manera que observe el voltaje colector emisor. Ahora aplique calor por medio de un cautín o un fósforo directamente sobre el transistor. Anote sus observaciones.


FIGURA No.1

Polarización

VOLTAJE DE
LA FUENTE

VOLTAJE
ce

VOLTAJE
be

VOLTAJE
Rc
(Calculado)

Ic
(Calculado)

6V

4.09

3.57

1.93

2.69mA

9V

5.91

5.7

3.28

4.43mA

12V

7.31

7.75

4.8

6.65mA

TABLA No. 2

4.2 - Ensamble el circuito de la figura No. 2, correspondiente al circuito de polarización por divisor de voltaje y con estabilidad por emisor. Con ayuda del multímetro realice las mediciones sobre los puntos indicados en la tabla No. 3.

Polarización


Vcc

        • Ve

Vb

Vce

VRc

Ic

(Calculada)

Ic

Medida

6V

0.7

1.3

3.9

1.3

1.17mA

1.35mA

9V

1.4

2

5.1

2.4

2.33mA

2.49mA

12V

2

2.6

6.2

3.6

3.47mA

3.61mA

TABLA No. 3

Polarización

Con BC5 48


Vcc

        • Ve

Vb

Vce

VRc

Ic

(Calculada)

Ic

Medida

6V

0.8

1.4

3.7

1.4

9V

1.5

2.1

4.8

2.6

12V

2.1

2.8

5.8

3.9

TABLA No. 4

4.3 - Al finalizar las mediciones de la tabla No. 3 deje ajustada la fuente de alimentación a 12volts. Mantenga el multímetro midiendo el voltaje colector-emisor. Aplique calor mediante una fuente externa, por ejemplo un cautín o un fósforo, directamente sobre el transistor. Anote sus observaciones.

4.4 - Mantenga la fuente ajustada a 12 volts, utilice el multímetro y mida la comente de colector. Recuerde que para medir corriente se debe abrir el circuito entre el colector y la resistencia de colector, conectando en serie el amperímetro (multímetro). Anote su lectura.

          • Ic=____________

Ahora cortocircuite la resistencia de colector, es decir, elimine la resistencia y conecte el amperímetro entre Vcc y el colector del transistor. Anote su lectura.

          • Ic = _____________

            • V.- C U E S T I O N A R I 0.-

1.- ¿CUAL ES EL EFECTO QUE TIENE LA APLICACIÓN DE CALOR (TEMPERATURA) SOBRE EL PUNTO DE POLARIZACIÓN PARA EL CIRCUITO DE LA FIGURA No. 1 ?.

2.- ¿ CUAL ES EL EFECTO QUE TIENE LA INSERCIÓN DE LA RESISTENCIA DE EMISOR EN EL CIRCUITO DE POLARIZACIÓN ANTE LOS INCREMENTOS DE TEMPERATURA?:

3.- ¿CUÁL ES EL VALOR DEL VOLTAJE BASE-EMISOR PARA UN TRANSISTOR DE SILICIO?.

4-¿POR QUÉ ES MEJOR EL CIRCUITO DE POLARIZACIÓN MEDIANTE DIVISOR DE VOLTAJE ?

5-¿ QUÉ SUCEDE CON LA CORRIENTE Ic AL ELIMINAR LA RESISTENCIA DE
COLECTOR? ¿POR QUE?

VI.- CONCLUSIONES.

Con BC548