INFORME DE LABORATORIO #03

TRANSISTORES

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

ELECTRÓNICA BÁSICA - LABORATORIO

BOGOTÁ

2004

INTRODUCCIÓN

Este informe invita al lector a conocer de una manera concisa el manejo de los transistores como una poderosa herramienta, en el uso electrónico.

Brevemente conoceremos que pasos seguimos estrictamente en la práctica desde que se entró en la sala del laboratorio, hasta el momento en el que se finalizo la práctica.

De una manera secuencial veremos paso a paso como manipulamos los artefactos, con ayuda de ilustraciones. Así se podrá entender de una manera concisa, al tener una ilustración de cada cosa que acontece para tratar de remediar la ausencia de masa al detallar por medio de la descripción en la redacción de este trabajo.

Por ultimo queda nuestra expectativa hacia el lector de que al mediante la lectura, reciba con agrado lo que hemos plasmado en este informe de laboratorio; como la comprensión sea oportuna en cada línea que cuidadosamente hemos redactado.

OBJETIVOS

MARCO TEÓRICO

El transistor esta compuesto por tres zonas de dopado, como se ve en la figura:

La zona superior es el "Colector", la zona central es la "Base" y la zona inferior es el "Emisor". El Emisor está muy impurificado, la Base tiene una impurificación muy baja, mientras que el Colector posee una impurificación intermedia.

 En este ejemplo concreto el transistor es un dispositivo npn, aunque también podría ser un pnp.

En principio es similar a dos diodos

Un transistor es similar a dos diodos, el transistor tiene dos uniones: una entre el emisor y la base y la otra entre la base y el colector. El emisor y la base forman uno de los diodos, mientras que el colector y la base forman el otro. Estos diodos son denominados: "Diodo de emisor" (el de la izquierda en este caso) y "Diodo de colector" (el de la derecha en este caso).

Antes y después de la difusión

Vamos a hacer un estudio del transistor npn, primeramente cuando está sin polarizar (sin pilas y en circuito abierto) se produce una "Difusión" (como un gas en una botella), donde los electrones cruzan de la zona n a la zona p, se difunden, encuentran un hueco y se recombinan. Esto hace que en las uniones entre las zonas n y p se creen iones positivos y negativos.

Esta difusión y recombinación se da hasta llegar al equilibrio, hasta conseguir una barrera de potencial de 0,7 V (para el Si). Se crean 2 z.c.e., una en la unión E-B (WE) y otra en la unión C-B.

Esta configuración es la más utilizada. Como en la configuración en BC solo analizaremos la zona activa.

Como en el caso anterior solo el 1 % se recombina y el 99 % no se recombina. La dirección de IE la cambiamos como en la configuración anterior.

Ganancia de corriente bcc:

A veces (casi siempre) se desprecia la IB, por ser muy pequeña, en comparación con la IC.

Si variamos el valor de la pila VBB de la malla de entrada, tomando valores de IB y VBE podemos obtener la característica de (la malla de) entrada.

Como vemos, el la característica del diodo base-emisor, y tiene una forma exponencial.

MATERIALES

1 Transistor 2N 22 22.

1 Multímetro.

4 Resistencias. 2.2 K, 1.5 K, 100K, 200K.

1 Protoboard.

1 Fuente.

2 pares de caimanes para la fuente.

1 Cable de Poder.

PROCEDIMIENTO

Después de solicitar el material necesario para realizar la práctica procedimos a armar el circuito que vemos en la figura de la derecha.

El cual consiste principalmente de un transistor 2N 22 22. Este está colocado en el montaje con configuración de emisor común. Para su montaje medimos con el amperímetro su caída de tensión en cada pata siendo que la positiva era la del centro, el negativo iba en sus otros dos bornes externos y la que poseyera mayor caída representaba para donde iba la configuración. Este transistor .tiene en el colector una resistencia de 2.2K, luego una fuente de voltaje constante acoplada en serie a está, por el ánodo que su voltaje está en 22V.En la Base del transistor hay una resistencia de 100K y está acoplada en serie, y también está en serie con una batería variable, acoplada por el ánodo, y su cátodo a tierra.El emisor del transistor está a tierra.

El objetivo de este laboratorio consiste en hallar la corriente de base como la del colector en dos diferentes montajes en los cuales solo se posee el voltaje de la resistencia del colector, como el voltaje de base. A partir de estos datos se debe poder hallar el beta del transistor como también la curva característica, su corriente de colector máxima, como también el llamado punto de trabajo o conocido como punto Q.

La fuente de base es variable, por lo que utilizamos incrementos en Vrc = 1.1V y tomamos las medidas para Vbb cuando el Multímetro muestra la medida que necesitamos variando el voltaje de la fuente.

Para comenzar empezamos construyendo una tabla en la que se tenían los datos de Vrc y Vbb, a partir de estos hallamos Ib con la siguiente ecuación.

Así completamos las dos tablas; Luego para hallar Ic utilizamos la ley de ohm para hallar la corriente del colector.

Para hallar el Beta tenemos:

Como son distintos sacamos promedio a este y es el que obtenemos en la parte inferior en cuadricula negrilla y lo tomamos como el Beta, = 176,8, este beta es adimensional.

Para hacer la curva característica, tomamos el voltaje de la fuente del colector y ese es el Vce que es 22V. Y es el punto en el que la corriente de colector es cero y el voltaje es máximo. Para hallar el punto de corriente de colector máxima tenemos que:

Trazamos una línea recta entre estos dos puntos. Y para obtener el punto q dividimos Ic máx. y Vce entre 2 cada uno y ese punto medio es el punto q en cada coordenada, que en este caso es (22/2 , 10/2) = (11,5).

Trazando la recta entre Ic vs Ib y haciéndole regresión lineal; hallando la pendiente de esta recta tenemos el factor de amplificación del transistor. Que es Ic = 106,03 Ib.

Para el segundo montaje efectuamos el mismo procedimiento que en el anterior pero a diferencia tenemos que la fuente del colector es constante de 15V, acoplado a una resistencia en serie por el ánodo de 1.5K. Para la base cambiamos la resistencia por una de 200 K.

Realizando la misma secuencia de cálculos obtenemos la segunda tabla que es.

Y de la misma manera obtenemos la curva de carga.

Su punto Q esta en (7.5, 0.5) como se aprecia en la figura.

Por último para hallar el factor de amplificación de la misma manera, tenemos que:

Trazando la recta entre Ic vs Ib y haciéndole regresión lineal; hallando la pendiente de esta recta tenemos el factor de amplificación del transistor. Que es Ic = 183,3 Ib