Informe N°3- ANÁLISIS DE CA DE UN BJT
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INFORME N°3: ANÁLISIS DE CA DE UN BJT
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL
CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
E. P. INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
GRUPO/TURNO: 90G / 08:00-11:00
PROFESOR: CUZCANO RIVAS, ABILIO
INTEGRANTE: PEÑA LANDEO, VICTOR DANIEL 1113220333
RUIZ RODRIGUEZ, OMAR ARTEMIO 1113220574
YSLACHE GALVÁN, MIGUEL ANGEL 1113220101
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT
OBJETIVOS
Medir los voltajes y corrientes (punto de operación) del circuito de polarización con divisor de voltaje independiente de beta para el transistor bipolar y comparar estos valores con los calculados teóricamente.
Analizar, simular y finalmente comprobar el comportamiento de un transistor BJT con una señal de entrada variante en el tiempo (AC).
El objetivo de la práctica es que el alumno monte y analice el circuito de polarización de un transistor bipolar y analizar los distintos puntos de trabajo en los que se puede situar.
MARCO TEORICO
Configuraciones del BJT Dependiendo del Terminal por donde se aplique la señal de entrada y del Terminal del cual se tome la señal de salida, se diferencias tres configuraciones básicas para el BJT:
- Configuración en Emisor Común - Configuración en Colector Común - Configuración en Base Común
Configuración en Emisor Común Cuando la señal de entrada se aplica por la base del transistor y la señal de salida se toma del Colector, se tiene una configuración en Emisor Común, la cual se caracteriza por ser el amplificador por excelencia debido a que amplifica voltaje como corriente. El diagrama circuital de esta configuración se ve en figura1.
Figura 1.
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
Configuración en Colector Común Cuando la señal de entrada se aplica por la base del transistor y la señal de salida se toma del Emisor, se tiene una configuración en Colector Común, la cual se caracteriza por ser presentar una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, por lo que se usa como adaptador de impedancias y como amplificador de corriente. El diagrama circuital de esta configuración se ve en la figura2.
Figura 2.
Configuración en Base Común Cuando la señal de entrada se aplica por el emisor del transistor y la señal de salida se toma del Colector, se tiene una configuración en Base Común, la cual se utiliza para amplificar voltaje. El diagrama circuital de esta configuración se ve en la figura 3.
Figura 3.
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
Polarización del BJT y regiones de operación De manera general la polarización de un circuito hace referencia a las fuentes de corriente directa (fuentes reguladas, baterías, pilas) que se utilicen para alimentar el circuito. Para el caso particular del transistor bipolar, la polarización busca obtener un punto de funcionamiento en una región específica, es decir busca establecer un valor fijo de voltaje entre el terminal de colector y emisor y un valor fijo de corriente de colector, que hagan que el punto de operación del transistor esté en una región de operación específica. Las regiones de operación del transistor se muestran en la figura 4.
Figura 4.
Región Activa: para nuestro propósito como amplificador, deberíamos tratar de ubicar el
punto de operación de DC del transistor en esta región. Es una región de comportamiento
lineal, donde la corriente de colector es directamente proporcional a la corriente de base
en un factor conocido como β (ganancia de corriente del transistor en directa).
Región de Corte: es una región donde no hay flujo de corriente de colector a emisor.
Teóricamente es como si tuviéramos un circuito abierto entre los terminales de colector y
emisor.
Región de Saturación: es una región donde el flujo de corriente entre colector y emisor
es máximo y solo está limitado por la red de polarización (valor de la fuente de voltaje y de
las resistencias). Teóricamente es como si tuviéramos un corto circuito entre los
terminales de colector y emisor.
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
DISEÑO
A. Configuración en emisor común
B. Configuración en colector común
Figura 5.
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
C. Configuración en base común
ANALISIS DE RESULTADOS
Configuración emisor común ( )
BI EI CI or iV oV iZ oZ vA iA
8.33 A 2.04mA 1.65mA 20k 2.10V 9.90V 990.1 5k 392.5 57.01
48.0 A 2.55mA 2.02mA 40k 4.10V 18.30V 813.0 5.8k 569.2 67.16
1.91 A 2.68mA 2.06mA 60k 6.10V 20.00V 781.2 6.1k 628.8 70.97
Figura 7.
Figura 8.
Tabla 1
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
Configuración base común ( )
Configuración colector común ( )
iV BI EI CI or oV iZ oZ vA iA
2.10V 7.57 A 1.41mA 1.40mA 20k 3.20V 18.1k 5k 271.15 1
4.10V 112.00 A 1.57mA 1.48mA 40k 5.80V 16.3k 5k 301.93 1
6.10V 3.24 A 1.75mA 1.48mA 60k 7.60V 14.6k 5k 336.70 1
iV BI EI CI or oV iZ oZ vA iA
2.10V 149 A 149 A 0.08 A 20k 24.00mV 8.7k 2.6k 15.47 50
4.10V 199 A 199 A 0.08 A 40k 52.00mV 6.5k 2.6k 20.66 50
6.10V 2.39 A 2.39 A 0.08 A 60k 82.00mV 540k 2.6k 0.25 50
Tabla 2
Figura 9.
Tabla 2
ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
CONCLUSIONES
El análisis a pequeña señal permite determinar la ganancia, resistencia de entrada
y salida de un amplificador con transistores BJT. Al reemplazar el modelo del
dispositivo, el circuito electrónico se transforma en una red lineal, pudiendo utilizar
todas las herramientas en análisis disponibles para tal efecto.
Se amplifica señales con transistores bipolares por su buen marguen de ganancia
al momento de amplificar una señal. Estos transistores trabajan con corriente
alterna y corriente directa para poder realizar dicha función, hay capacitores de
acoplo y desacoplo para permitir el paso de la corriente alterna y negarle el paso a
la corriente continua, ya que a través del circuito es necesario que solo se
amplifique la señal alterna y que salga dicha señal amplificada.
La estabilidad de funcionamiento de los circuitos con transistores es un aspecto
fundamental en el diseño de los mismos. El diseñador no solo ha de asegurar que
el circuito funciona, sino que lo hace dentro de los límites máximos y mínimos
indicados por las especificaciones del mismo. Además ha de prever posibles
eventualidades al funcionamiento que puedan hacer que el circuito deje de
funcionar. La elección de la red de polarización de un transistor puede resultar
clave al garantizar que el circuito se adaptara a nuestras expectativas. La corriente
que circula por el transistor.
Figura 10.