2 El Bjt en Conmutacion. Presentacion

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El BJT en conmutación

Electrónica Analógica

1º Desarrollo de Productos Electrónicos

El BJT conmutación Electrónica Analógica 2

Índice

• 1.- El BJT en conmutación.

• 2.- Detectores electrónicos.

• 3.- Circuitos Multivibradores.

• 4.- Aumento de corriente en estabilizadores.

• 5.- Aumento de corriente en reguladores.

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1.- El BJT en conmutación.

• 1.1.- Condiciones ideales.

• 1.2.- Condiciones reales.

• 1.3.- Tiempos de transición entre estados.

• 1.4.- Circuitos de aplicación típicos.


1.1.- El BJT en conmutación. Condiciones ideales.

• Interruptor abierto (corte):– IC = 0 A– VCE máxima *

• Interruptor cerrado (saturación):– IC máxima *– VCE = 0 V

* Estos valores dependen del circuito.

IC

VCE

IB

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1.2.- El BJT en conmutación. Condiciones reales.

• Interruptor abierto (corte):– IC = 0 A

– VCE máxima *

• Interruptor cerrado (saturación):– IC máxima *

– VCE entre 0,2 y 0,3 V

* Estos valores dependen del circuito, pero tienen limitaciones del propio transistor (constructivas).

IC

VCE

IB


1.3.- Tiempos de transición entre estados

t

t

IC

100 %

90 %

10 %

0 %

td tr ts tf

tON tOFF

IB Señal de mando

Conducción del componente

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1.3.- Tiempos de transición entre estados

• Tiempo de retardo (td). En inglés delay time, se define como el tiempo que tarda el componente a conducir, desde que se activa la señal de mando hasta que alcanza el 10 % de su valor final.

• Tiempo de subida (tr). En inglés rise time, se define como el tiempo que tarda el componente en subir su conducción del 10 % al 90 %.

• Tiempo de almacenamiento (ts). En inglés storage time, se define como el tiempo que tarda el componente, desde que se desactiva la señal de mando, hasta que disminuye su conducción un 10 %, es decir, desde el 100 % al 90%.

• Tiempo de caída (tf). En inglés fall time, se define como el tiempo que tarda el componente en bajar su conducción desde el 90 % al 10 %.

• Tiempo de conmutación a conducción (tON). En inglés turn-on time, es el tiempo que tarda en conducir el 90 % de la corriente, por lo tanto es la suma del tiempo de retardo más el tiempo de subida.

• Tiempo de conmutación a corte (tOFF). En inglés turn-off time, es el tiempo que tarda en disminuir su conducción un 90 %, es decir el tiempo que tarda en bajar su conducción hasta un 10 % del total. Es la suma del tiempo de almacenamiento más el tiempo de caída.


1.4.- Circuitos de aplicación típicos.

• Puesta en marcha de relés / contactores.

• Puesta en marcha de motores de continua.

Relé

T1VE

VCC

M

T1VE

VCC

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• Puesta en marcha de motores de corriente continua con inversión de giro.

M

T2V2

VCC

T1V1

T4 V4

T3 V3



• Inversores.

T2V2

VCC

T1V1

T4 V4

T3 V3

CARGA

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2.- Detectores electrónicos.

• 2.1.- Detectores de agua / humedad.

• 2.2.- Detectores de luz / oscuridad.

• 2.3.- Detectores de temperatura.


2.1.- Detectores de agua / humedad

• Valores típicos:

• VCC = 4,5 V

• RB = 1,8 kΩ

• RC = 120 Ω

• Q: BC548

RB

VCC

RC

QSondas

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2.1.- Detectores de agua / humedad


• VCC = 4,5 V

• RB = 1,8 kΩ

• RC1 = 120 Ω

• RC2 = 6,8 kΩ

• Q1 y Q2: BC548

RB

VCC

RC1

Q1

RC2

Q2

Sondas


2.2.- Detectores de luz / oscuridad


• VCC = 4,5 V

• R1 = 2,2 kΩ

• Q: BC548

R1

Q

VCC

LDR

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2.3.- Detectores de temperatura


• VCC = 4,5 V

• R1 = 2,2 kΩ

• Q: BC548

R1

Q

VCC

NTC


3.- Circuitos Multivibradores.

• 3.1.- Multivibrador biestable.

• 3.2.- Multivibrador monoestable.

• 3.3.- Multivibrador astable.

• 3.4.- Cálculo de tiempos.

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3.1. Multivibrador biestable.

T1T2

RB1 RB2

RC1RC2

RRRS

S R

VCC

VCC

VS


3.2. Multivibrador monoestable.

T1T2

RB1

RB2 RC1RC2

RB1'

P

VCC

VCC

CVS

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• Circuito de descarga del condensador

• Circuito de carga del condensador

T1(ON)

RB2

VCC

CVB2

I

VS

T2(ON)

RC1

VCC

C

I



Tiempo

Tensión colector - emisor del transistor 1 (VCE1) tensión en la salida (VS)

Tensión colector - emisor del transistor 2 (VCE2)

Tensión en la base del transistor 2 (VB2)

Tensión en el condensador

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• Cálculo aproximado del tiempo del estado inestable:

• T = ln 2 · RB2 · C ≈ 0,69 · RB2 · C


3.3. Multivibrador astable.

T1T2

RB1 RB2 RC1RC2

VCC

C2

VS

C1

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• Circuito de descarga del condensador

• Circuito de carga del condensador

VS

T2(ON)

RC1

VCC

C2

I

T1(ON)

RB2

VCC

C2

VB2

I


3.3. Multivibrador astable.Tensión colector - emisor del transistor 1 (VCE1)

Tensión colector - emisor del transistor 2 (VCE2)

Tensión base - emisor del transistor 2 (VBE2)

Tensión base - emisor del transistor 1 (VBE1)

Tiempo

Simulación

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Captura real



• Cálculo aproximado del periodo:

• (para C1 = C2 = C y RB1 = RB2 = RB)

• T = 2 · ln 2 · RB · C

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3.4. Cálculo de tiempos.

• El tiempo de uno de los estados inestables lo podemos calcular de manera un poco más exacta:

−++−

=CC)ON(BE

)ON(CE)ON(BECCB VV

VVV·2ln·C·RT


4.- Aumento de corriente en estabilizadores

RC

RECTIFICADOR +FILTRO (FUENTE NO

ESTABILIZADA)V2

IS

vS(t)

RS

VZ

IRS

IZ

ve(t)

IB

Ejemplo: Diseña una fuente estabilizada de 10 V, con una corriente de carga variable entre 0 y 1 A, a partir de una fuente no estabilizada de 22 ± 3 V.

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5.- Aumento de corriente en reguladores


5.- Aumento de corriente en reguladores

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