Laboratorio 2 - Electronica 2013

7/29/2019 Laboratorio 2 - Electronica 2013

1/20

MINISTERIO DE EDUCACIN NACIONALINSTITUTO TAYRONA

Aprobado por Resolucin No. 756 de Noviembre del 2000DANE 347001004522 Nit. 26.709.875-7

Santa Marta-Colombia

LABORATORIO #2 DE CIENCIAS ELECTRNICA

TERCER PERIODO GRADO 11

PRCTICA 5: EL TRANSISTOR

PROBADOR DE TRANSISTORES

NPN - PNP

Siguiendo con los instrumentos sencillos, pero eficientes, aqu te presento otro probador detransistores y diodos, el cual te indicar si el componente en prueba est en corto-circuito oabierto, puedes verificar transistores PNP y NPN.

COMO VERIFICAR UN DIODO: Se conecta el diodo en las terminales B y C y se oprimen lospulsadores alternativamente, slo deber encender uno de los led, si encendieran los 2, el diodobajo prueba est en corto-circuito, si no enciende ninguno de los leds, est abierto.

COMO VERIFICAR UN TRANSISTOR: Conectar el transistor en las terminales correspondientes de B,C y E (Base, colector y emisor) oprimir los pulsadores alternativamente, si los 2 leds del lado PNPse encienden, el transistor es del tipo PNP. Si por el contrario, se iluminan los que corresponden alpulsador NPN, corresponde a este tipo.

Si solamente se enciende un led o ninguno, el transistor est abierto, si se encienden 3 o los 4 leds,el transistor en prueba est en corto.

NOTA: VERIFICAR QUE CADA UNA DE LAS PATITAS DEL TRANSISTOR CORRESPONDAN A LAS DEL

PROBADOR.


2/20






PRCTICA 6: EL TRANSISTOR

OBJETIVO: Conocer el patillaje y funcionamiento del transistor en emisor comn DiodoLED y su aplicacin como indicador luminoso.

MATERIAL: 1 Protoboard 1 Polmetro 4 Pilas de 1.5 v tipo AA y portapilas. 1 Diodo LED rojo.

1 Diodo LED verde. 2 transistores BD135 2 transistores BC547 1 LDR 1 NTC 10 K 1 Condensador 100 F 1 Condensador 2200 F

1 Condensador 4700 F

1 Rel de 2 contactos de 6 v

1 Potencimetro de 10 K

1 Resistencia 100 K

1 Resistencia 20 K 2 Resistencia 15 K

2 Resistencia 2 K 1 Resistencia 68 K 1 Resistencia 33 K 1 Resistencia 22 K

1 Resistencia 18 K 1 Resistencia 1 K 2 Resistencia 220

1 interruptor 1 pulsador NA

FUNDAMENTO TERICO

La invencin del transistor en 1947 fue galardonado con el premio Novel de fsica.Algunos historiadores lo consideran como el mayor invento del siglo XX. Fue un invento

fundamental para el desarrollo tecnolgico de nuestro tiempo.Sin los transistores el mundo tecnolgico que nos rodea no habra sidoposible: radio, televisin, calculadoras, relojes digitales, ordenadores,MP3, equipos de msica, DVDEn el material de las prcticasencontraras dos modelos distintos de transistores el BD135 y BC547.

El transistor esta formado por la uninde tres semiconductores. Puede ser

NPN o PNP. En nuestro caso sonNPN.


3/20






Tiene tres patillas: Emisor, BaseyColector. Sobre su carcasaencontremos escrito su nombre oreferencia. Este es su smbolo. Laintensidad entra en el transistor porelcolector ( C) y sale por el emisor( E ).

La intensidad que entra por la base (B) del transistor es la responsabledecontrolarel funcionamiento del transistor, que puede funcionar como unINTERRUPTOR o como un AMPLIFICADOR.

Hay que analizar cada transistor dentro del circuito en el que se encuentra, demodo que, dependiendo de la intensidad que entra por su base (IB) secomportar como un IMTERRUPTOR ( que se abre o se cierra entre colector yemisor) o como un AMPLIFICADOR (que deja pasar mas o menos intensidad decolector a emisor dependiendo del valor de la IB)

INTERRUPTOR AMPLIFICADOR

Interruptor Cerrado: cuando aplicamosuna corriente acepta-blemente alta enla base (IB) el transistor se comportacomo un interruptor cerrado.

Por medio de una pequea corrienteaplicada a la base (IB) se puedecontrolar la intensidad que sale deltransistor por el emisor ( IE ). (En emisor

comn ( IE~= IBsiendo la ganancia deltransistor, suele ser en torno a 100)Esto significa que pequeas corrientesse pueden transformar en otras msfuertes. Cuando aplicamos una seal ala entrada obtendremos a la salida otrade la misma forma pero de mayor

amplitud

Amplificacin

Interruptor Abierto: cuando NOaplicamos corriente en la base (IB=0)se comporta como un interruptorabierto.


4/20






CARACTERSTICAS DE NUESTROS TRANSISTORES:

BC547

Tipo : NPN

ICMax = 100 mA

PMax= 500 mW

VCEOmax= 45 v

= hFE> 110

BD135

Tipo : NPN

ICMax = 1 A

PMax= 8 W

VCEOmax= 45 v

= hFE> 40

Como ves, el BD135 es un transistor de potencia, que soporta elevadasintensidades (hasta 1A) aunque, cuando trabaja como amplificador suganancia () o capacidad de amplificar la intensidad que entra por labase es inferior a la de el BC547.

SIMULACIN 1: EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR

Vamos a utilizar el programa Crocodile Clips haciendo clic en su icono :

1. Inicia el programa y monta los siguientes circuitos:2. Describe que sucede cuando pulsas P1:...

...

.........3. Se enciende el Led rojo?............................4. Marca con color azul la base del transistor.Entra intensidad por la base del transistor?

Indica el valor de la intensidad de la baseIB=..


5/20






5. Describe que sucede cuando pulsas P1:.........

...6. Se enciende el Led rojo?............................7. Qu nivel de tensin habr en la base deltransistor? Entra intensidad por la base?Indica su valor IB=.. El transistorfunciona como un interruptor abierto.

8. Describe que sucede cuando cierra I1:.........

......9. Se enciende el Led rojo?............................10. Acerca el cursor hasta la base del

transistor y copia el valor de la intensidad debase y la tensin de base. IB=.. .

VBE=.. El transistor funciona comounInterruptor cerrado.


6/20






SIMULACIN 2: EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR

Vamos a utilizar el programa Crocodile Clips haciendo clic en su icono :

1. Inicia el programa y monta los siguientes circuitos:2. Describe que sucede cuando pulsas P1:

TEORIA : El transistor est funcionando como un AMPLIFICADOR de corriente, ya quecon una pequea intensidad que entra en la base (IB) logramos una intensidad mucho

mayor por el emisor (IE) Si acercas el cursor del ratn a la base del transistor podrs verque el valor de IB= 229 A =00000229 A . Si acercas el ratn al emisor del transistor

veras que IE = 232 mA =000232 A que es en torno a 100 veces mayor, el transistortrabaja como AMPLIFICADOR.Si aumentamos progresivamente el valor de la pila situada en la base, aumentaremos laintensidad del emisor de forma progresiva.3. Aumenta el valor de la pila situada en la base poco a poco y mide el valor de laintensidad en la base (IB) y de la intensidad en el emisor (IE) . A medida que aumentaesta ltima, el led dar mas luz. Completa esta tabla:

Voltaje de la pila intensidad en la base (IB) intensidad en el emisor (IE)08 v 00000229 A 000232 A1 v

12 v14 v16 v2 v3 v


7/20






MONTAJE N 1: SISTEMA DE ALARMA.Un circuito similar se utiliza cuando abrimos la puerta del coche y se enciende la luzinterior o, por ejemplo, cuando abrimos la puerta del coche con la alarma puesta y esta seactiva.1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila. Pulsa para comprobar sufuncionamiento. Une con dos trozos de cable los puntos A y B, del circuito.

Conexin delTransistor BC547

3. Cierra el interruptor y describe lo que sucede. Se enciende el Led? Por qu?....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................4. Qu otras aplicaciones puedes imaginarte para este circuito?.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

FUNCIONAMIENTO:Cuando se corta el cable se dispara la alarma y se enciende el Led. Tambin podemosconectar un zumbador como seal de alarma.Mientras tenemos conectado el cable entre los puntos A y B, la intensidad de base IB=0 yel transistor se comporta como un interruptor abierto.


8/20






Cuando lo cortamos, entra intensidad por la base y el transistor se comporta comoun interruptor cerrado y el led se enciende.

Si el zumbador necesita que pase una intensidad muy elevada, debemosutilizar un REL como se indica en el siguiente circuito:

FUNCIONAMIENTO:Cuando se corta el cable o, por ejemplo, se abre la puerta del coche, eltransistor se comporta como un interruptor cerrado, deja pasar laintensidad que activa al rel y este hace que el zumbador o alarmasuene.


9/20






MONTAJE N 2: INTERRUPTOR DE HUMEDAD.Podemos utilizar este montaje para vigilar que una la tierra de una macetaest suficientemente hmeda. Si el led no se ilumina, habr poca humedad y habr queregarla.1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila.

Conexin del TransistorBC547

3. Introduce los extremos de los cables en agua o colcalos en algo hmedo y mantenlosseparados medio centmetro. Se enciende el Led? Por qu?.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

4. Qu otras aplicaciones puedes imaginarte para este circuito?.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

FUNCIONAMIENTO:Si dos los cables estn separados no puede llegar intensidad hasta la base del transistor.Pero cuando colocamos los cables prximos en un medio hmedo, puede pasar una


10/20






pequea intensidad. El transistor tambin amplifica (aumenta) esta corriente que es muypequea para hacer funcionar un led.El led no se ilumina porque, aunque pasa un poquito de corriente a travs del agua, queconduce. Esta no es suficiente para que se ilumine el led.

INTERRUPTOR DE HUMEDAD CON MONTAJE DARLINGTON

Si la intensidad que llega a la base del transistor es muy pequea, es posible que el ledde muy poca luz. En este caso sera necesario amplificar ms la corriente.

El montaje Darlington consiste en conectar dostransistores en serie de modo que multiplicamos

sus ganancias.Si con nuestro transistor tiene deganancia=100 multiplica la pequea intensidad

que llega a la base por 100, o sea IE= IB.Con el montaje Darlington, la ganancia sermuchsimo mayor porque:T= 1 2 = 100 100 = 10.000

5. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Lo ltimo en conectar es la pila.


11/20






6. Introduce los extremos de los cables en agua o colcalos en algo hmedo y mantenlosseparados medio centmetro. Se enciende el Led? Por qu? Se ilumina ms o menosque antes?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

MONTAJE N 3: INTERRUPTOR TACTIL.

Hay interruptores tctiles en todo tipo de aparatos electrnicos: televisiones, mandos adistancia, pantallas tctiles de informacin,nos permiten ahorrar un interruptor mecnico

(que es mas caro y se avera antes) y mejoran la esttica del aparato.1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila.


3. Introduce los extremos de los cables en agua o colcalos en algo hmedo y mantenlosseparados medio centmetro. Se enciende el Led? Por qu?.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................FUNCIONAMIENTO:En este montaje es suficiente tocar los contactos A y B con un dedo. La resistencia de undedo seco es tan elevada que slo deja pasar una corriente muy dbil, por lo que ser


12/20






necesario amplificarla mucho. Para eso utilizamos un montaje Darlington. Con estemontaje la corriente del emisor del primer transistor sirve de corriente de base para elsegundo transistor.El montaje Darlington consiste en conectar dostransistores en serie de modo que multiplicamos sus

ganancias.Si con nuestro transistor tiene deganancia =100 multiplica la pequea intensidad que

llega a la base por 100, o sea IE= IB.Con el montaje Darlington, la ganancia sermuchsimo mayor porque:T= 1 2 = 100 100 = 10.000

MONTAJE N 4: DETECTOR DE OSCURIDAD CON LDR.Cuando la luz es insuficiente, el circuito enciende un led. Podra utilizarse para iluminar deforma automtica estancias pblicas, pasillos,evitando que estos permanezcan

encendidos de forma innecesaria.1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. La resistencia LDR vara su valor en funcin de la luz que recibe: disminuye su valorhmico al aumentar la luz que incide sobre ella. Se emplean como sensores de luz,barreras fotoelctricas. Para comprobarlo, monta la LDR sobre la placa protoboard y

utilizando el voltmetro mide su resistencia a plena luz. Repite la medicin tapndola conel dedo. Rcon luz = ; Rsin luz=3. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila.



13/20






4. Colocando el circuito a plena luz, cierra el interruptor.Se enciende el Led?Porqu?.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................5. En estas condiciones, mide con el voltmetro la tensin que hay entre la base y elemisor del transistor. V BE=..Si es inferior a 07 v el transistor no conduce(interruptor abierto) y el led NO se ilumnina.6. Coloca el dedo sobre la LDR, simulando oscuridad y cierra el interruptor. Se enciendeel Led?Por qu?

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................7. En estas condiciones, mide con el voltmetro la tensin que hay entre la base y elemisor del transistor. V BE=..Si es superior a 07 v , el transistor conduce(interruptor cerrado) y el led se ilumina.FUNCIONAMIENTO:Cuando la LDR recibe luz, disminuye su resistencia (tendr unvalor comprendido entre varios cientos de ohmios y algn K), por lo que en eldivisor de tensin formado por R1 y LDR, prcticamente toda la tensin de la pila estaren extremos de R1 y casi nada en extremos de la LDR. En estas condiciones la tensinen la base del transistor ser muy pequea (inferior a 0,7 v), no entra corriente por la basey el transistor no conduce (interruptor abierto).Cuando la luz disminuye, la resistencia de la LDR aumenta (puede llegar a valer varioscientos de K) por lo que la cada de tensin en la LDR aumenta lo suficiente para que latensin en la base sea mayor de 07 v y llegue corriente a la base del transistor, conduzcay se encienda el diodo LED.


14/20






MONTAJE N 5: DETECTOR DE LUZ.

Cuando detecta luz, el circuito enciende un led. Podra utilizarse como seal de alarma enlugares donde es necesaria la oscuridad o como indicador de que una puerta o ventanase ha abierto injustificadamente.1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. La resistencia LDR vara su valor en funcin de la luz que recibe: disminuye su valorhmico al aumentar la luz que incide sobre ella. Se emplean como sensores de luz,barreras fotoelctricas. Para comprobarlo, monta la LDR sobre la placa protoboard yutilizando el voltmetro mide su resistencia a plena luz. Repite la medicin tapndola conel dedo. R

con luz= ; R

sin luz=

3. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila.


4. Coloca el dedo sobre la LDR, simulando oscuridad y cierra el interruptor. Se enciendeel Led? Porqu?..........................................................................................................................................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................5. En estas condiciones, mide con el voltmetro la tensin que hay entre la base y elemisor del transistor. V BE=.. Si es superior a 07 v , el transistor conduce(interruptor cerrado) y el led se ilumina.6. Colocando el circuito a plena luz, cierra el interruptor.Se enciende el Led?Porqu?


15/20






.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................7. En estas condiciones, mide con el voltmetro la tensin que hay entre la base y elemisor del transistor. V BE=.. Si es inferior a 07 v el transistor no conduce(interruptor abierto) y el led NO se ilumnina.FUNCIONAMIENTO:Cuando la LDR recibe luz, disminuye su resistencia (tendr unvalor comprendido entre varios cientos de ohmios y algn K), por lo que la tensin entre

la base y el emisor del transistor ser superior a 07 v, entrar intensidad por la base yconducir (interruptor cerrado), encendindose el LED.Cuando la luz disminuye, la resistencia de la LDR aumenta (puede llegar a valer varioscientos de K); en estas condiciones su resistencia ser mucho mayor que la R1, toda latensin estar prcticamente en la LDR y casi nada en R1. En estas circunstancias, latensin entre la base y el emisor del transistor ser menor a 07 v, NO entrar intensidadpor la base, NO conducir (interruptor abierto) y el LED estar apagado.

MONTAJE N 6: TEMPORIZADOR A LA DESCONEXIN.Cuando cerramos el interruptor I1 la lmpara se ilumina, pero cuando lo abrimos lalmpara tarda un tiempo en apagarse. Cuanto mayor sea la capacidad del condensadormayor ser este. Este tipo de circuitos pueden aplicarse por ejemplo, en la luz interior del

coche que se apaga poco a poco cuando cerramos la puerta. 1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila.



16/20






3. Describe el funcionamiento del circuito. Por qu se apaga lentamente la lmparacuando abrimos el interruptorI1?.....................................................................................................................................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................4. Utilizando el programa programa Crocodile Clips, simula este circuito y comprueba sucorrecto funcionamiento.5. Aumenta el valor de la capacidad del condensador y describe los cambios queobservas cuando simulas el

circuito...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................6. Disminuye el valor de la capacidad del condensador. Que cambios observas conrespecto a los otros montajes? Cmo afecta el valor del condensador al tiempo dedesconexin de la lmpara?..........................................................................................................................................................................................................................................................................................7. Encuentras alguna aplicacin a este circuito?.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

FUNCIONAMIENTO:Al principio, la lmpara est apagada, ya que por la base del

transistor no circula corriente y este no conduce.

Cuando cerramos el interruptor I1, el condensador comienza a cargarse. Rpidamente,

alcanzamos una tensin de 07 v en la base del transistor, entra intensidad por la base del

transistor y conduce, por lo que la lmpara L1 se enciende.

Cuando abrimos el interruptor, como el condensador est cargado permite, por un tiempo,

que el transistor contine conduciendo, mientras que la tensin en la base del transistor

sea suficiente.Cuanto mayor sea la capacidad del condensador, ms carga podr almacenar y ms

tiempo tardar en descargarse.


17/20






MONTAJE N 7: MEMORIA.A este circuito le llamamos memoria ya que es capaz de recordarnos lo ltimo que hasucedido y recibe el nombre de biestable o flip-flop. Cuando pulsamos P1, se enciende elLed verde y as permanecer hasta que pulsamos P2, en ese momento se apagar y seencender el rojo.

1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila.


3. Describe el funcionamiento del circuito. .....................................................................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................4.Sustituye las resistencias de 15 K por otras dos de 10 K. Qu cambios observas?A qu crees que se

deben?...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................5. Utilizando el programa programa Crocodile Clips, simula este circuito y comprueba sucorrecto funcionamiento.


18/20






FUNCIONAMIENTO:A este circuito le llamamos memoria ya que es capaz de recordarnos lo ltimo que hasucedido.

Al principio uno de los diodos est apagado (supongamos que es el rojo D1). A pesar deestar apagado, por D1 pasa una pequea corriente, suficiente para activar el transistor T2,por lo que D2 estar iluminado.Si pulsamos P2, la corriente deja de llegar a la base de T2 (se va por el pulsador P2). En

este momento el transistor T2 deja de conducir y se apaga D2; sin embargo siguepasando una pequea corriente a travs de R4 y R3 por lo que se activa T1 y se enciendeD1. Aunque soltemos P2 sigue sin llegar corriente a la base de T2 (toda la corriente baja atravs de T1) por lo que D1 permanece encendido. Si pulsamos P1, la corriente deja dellegar a la base de T1, por lo que D1 se apaga y se enciende D2. Este circuito recibe elnombre de biestable o flip-flop.

MONTAJE N 8: CIRCUITO INTERMITENTE (OSCILADOR).Cuando cerramos el interruptor, los dos led comienzan a encenderse y apagarsealternativamente.Este circuito puede ser utilizado como intermitente con lmparas o como generador deimpulsos.Podemos variar la velocidad con que se apagan y encienden los led, cambiando lacapacidad de los condensadores o sus resistencias.

1. Coge una placa protoboard y los componentes necesarios.2. Monta el circuito en la placa. Conecta primero los componentes y despus realiza lasconexiones con los cables. Por ltimo, conecta la pila.



19/20






3. Describe el funcionamiento del circuito. .....................................................................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

4. Qu otras aplicaciones puedes imaginarte para este circuito?.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................5. Utilizando el programa Crocodile Clips, simula este circuito y comprueba su correctofuncionamiento.6. Variando la capacidad de los condensadores C1 y C2 cambiars la velocidad en queoscilan los led. Modifia su valor a 500 F. Qu cambios observas en el circuito?..........................................................................................................................................................................................................................................................................................7. Variando las resistencias R2 y R3 tambin podrs alterar la velocidad en que oscilanlos led. Modifica su valor por 30 K. Qu cambios observas en el circuito?

..........................................................................................................................................................................................................................................................................................

FUNCIONAMIENTO:Supongamos que al principio T1 conduce, D1 est encendido y T2 no conduce. En estecaso, el condensador C2 se estar cargando a travs de la resistencia R4. Cuandofinalice su carga dejar de pasar intensidad a travs de l (* interruptor abierto) y eltransistor T1 dejar de conducir porque no le llega suficiente corriente a la base. Cuando deja de conducir T1 comienza a cargarse el condensador C1, el transistor T2comienza a conducir y el diodo D2 se enciende.El tiempo que tarda en cargarse un condensador depende tanto del valor de su capacidadcomo del valor de la resistencia de carga. Si, por ejemplo, aumentamos el valor de C2 o

R4, el led D2 permanecer mas tiempo encendido que el D1.


20/20






* Un condensador en corriente continua, cuando se est cargando se comporta como un interruptor cerrado ycuando concluye su carga, como un interruptor abierto.

Laboratorio 2 - Electronica 2013

Documents

Transcript of Laboratorio 2 - Electronica 2013