Practica 3. Transistores de Union Bipolar

MARTINEZ REYEZ OTONIEL

MENDEZ APANCO JESUS

VERA SANTAMARIA MARCO

TRAPALA HERNANDEZ AGUSTIN

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TRANSISTORES DE UNION POLAR

Práctica No. 3. EL TRANSISTOR BIPOLAR

Objetivo Realizar mediciones de variables eléctricas en circuitos básicos con transistores y visualizar las aplicaciones generales.

Material y Equipo Empleado

Fuente de alimentación de CD. (variable).Osciloscopio con puntas de medición.Generador de funciones.Multímetro digital.Resistencias de varios valores a 1/2 W.Un transistor 2N3905.Un transistor 2N3902.Un transistor 2N2222.Un potenciómetro de 2.5 KΩCuatro baterías de 1.5V.Porta baterías para AA.Tablilla de experimentación (protoboard).

MATERIAL:

1Practica No. 3 Transistores Bipolares Universidad Tecnológica de Puebla

EXPERIMENTO 1. IDENTIFICACIÓN FÍSICA DEL TRANSISTOR.

a) Con el multímetro identifique las terminales y el tipo de transistor de los solicitados en la práctica, posteriormente dibuje cada terminal como lo muestra la figura 1.

Para ello ponemos nuestro multímetro en la escala de resistencia y vamos a identificar la unión con polarización directa Base-Emisor ya que esta registrará una resistencia relativamente baja para un transistor NPN mientras que la unión con polarización inversa Base-Colector con polarización inversa muestra una resistencia mucho mayor.

La unión con polarización directa debe verificarse según se muestra en la siguiente figura:

Y da como resultado una lectura que por lo regular caerá en el rango de 100 Ω a unos cuantos KΩ.


La unión con polarización inversa Base-Colector debe verificarse según se muestra en la figura siguiente:

TRANSISTOR DIAGRAMA VALOR

2N 3904

E-B 1560KB-E 1480K

2N 3904 E-B 740KB-E 0

Con una lectura que suele exceder los 100k Ω. Para un transistor PNP las terminales se invierten para cada unión.


El tipo de transistor también puede determinarse con solo observar la polaridad de las puntas de prueba cuando se aplican a la unión Base-Emisor. Si la punta de prueba positiva se conecta a la Base y la negativa al Emisor una lectura de baja resistencia indicará que se trata de un transistor NPN y una lectura de alta resistencia indicará que se trata de un transistor PNP.

2N2222

2N2222Figura 1.

EXPERIMENTO 2. POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR NPN.

a) Construya el circuito que se muestra en la figura 2.


R VBE VBC VCE IE IC

50 -0.752V -0.728V 0.042V 12.04 mA 5.54 mA

553 -0.639V 4V 4.6V 4.27 mA 1.640 mA

1052 -0.625V 4.93V 5.55V 0.876 mA 0.880 mA

1555 -0.615V 5.26V 5.87V 0.603 mA O.604 mA

2000 -0.607V 5.42V 6.03V 0.471 mA 0.471 mA

Figura 2.

b) Con los valores de voltaje VEE y VCC constante, ajuste el potenciómetro R1 con la perilla a su valor mínimo, posteriormente haga incrementos en el orden de 500 Ω; para cada incremento de R1 mida las corrientes IE e IC, hasta llegar al valor máximo del potenciómetro.

c) Construya una tabla y grafique los resultados con ejes R1 vs IE y R1 vs IC.

EXPERIMENTO 3. POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR PNP.

a) Construya el circuito que se muestra en la figura 3.

Figura 3

b) Con los valores de voltaje VEE y VCC constante, ajuste el potenciómetro R1 con la perilla a su valor mínimo, posteriormente haga incrementos en el orden de 500 Ω, a cada incremento mida las corrientes IE e IC, hasta llegar al valor máximo del potenciómetro.

c) Ajuste el potenciómetro R1 con la perilla a su valor mínimo, obtenga los parámetros de polarización de emisor máxima, mida VEB, VCB y VCE, anote sus resultados.d) Retire la fuente V2 y obtenga el valor de ICBO.EXPERIMENTO 4 TRANSISTOR REGIÓN CORTE Y SATURACIÓN


a) Construya el circuito de la figura 4.

b) Calcule el valor de las resistencias de polarización RC y RB para que el transistor conmute entre la región de corte y de saturaciónc) Con el Multímetro mida el valor del voltaje VBE en los puntos A y B, el valor del voltaje de salida VCE, el voltaje VBC y las corrientes IB e IC.d) Anote sus lecturas y haga sus observaciones.

Los transistores pueden ser usados como switches para aplicaciones de cómputo y control.La red de la figura siguiente puede emplearse como un inversor en circuitos lógicos.


Un diseño apropiado para el inversor requiere que el punto de operación switchee desde corte a saturación a lo largo de la línea de carga dibujada sobre la curva de salida de la configuración de Emisor-Común.

Para el cálculo de RB y RC para que el transistor switchee entre las regiones de corte y de saturación. Debemos considerar el VCEsat mínimo de nuestro transistor desde nuestra data sheet.

Tomando un valor medio de 0.65v para VCEsat podemos calcular nuestra corriente ICsat haciendo una malla en el circuito de salida teniendo entonces que

−12v+V Rc+V CEsat=0V RC

=12v−V CEsatV RC

=12v−0 .65v=11.35 v

ICsat=11.35vRC


Para esto también debemos seleccionar un valor para nuestra corriente de saturación ICsat desde la hoja de datos de nuestro transistor. Como seleccionamos un valor de VCEsat de 0.65v entonces nuestro valor de corriente se debe encontrar dentro del rango de 150mA a 500mA si seleccionamos un valor de 175mA podemos calcular el valor de Rc. Por Ley de Ohm

RC=V RCICsat

=11.35v175mA

=64 .86Ω

Ya que la configuración en la cual se encuentra conectado este transistor es una Configuración de

Emisor-Común. Sabemos que para una Configuración de Emisor-Común

Ic=βI B

Por lo tanto a partir de esta relación podemos calcular una corriente IB correspondiente a nuestra corriente de saturación ICsat dada por:

IB=ICβ

=175mAβ

El parámetro β como sabemos lo podemos obtener de la hoja de datos de nuestro transistor como hFE. Para el transistor 2N2222 este parámetro cae entre los valores siguientes:

Como estamos en la región de saturación el valor de β para VCEsat = 1v es de 50. Y con este parámetro ya podemos calcular IB.

IB=ICβ

=175mA50

=3 .5mA

Con este valor de IB calculado podemos hacer una malla en el circuito de entrada y tendremos entonces que para cuando Vi=5v la siguiente ecuación:

−5v+V RB+V BE=0

Y como hemos visto en la unión Base-Emisor hay un diodo y por lo tanto el VBE es aproximadamente 0.7v. y con ello podemos despejar el voltaje en RB.

V RB=5 v−V BE=5 v−0 .7v=4 .3v


Y por Ley de Ohm conociendo nuestra IB en el punto de saturación podemos calcular el valor necesario para RB mediante Leyde Ohm.

RB=V RBIB

= 4 .3v3 .5mA

=1228Ω≃1 .5kΩ

Con estos valores para RB y RC ahora si podemos conectar nuestro circuito y hacer las pruebas solicitadas.

EXPERIMENTO 5a) Construye el circuito que se muestra en la figura 5.b) Calcule el valor de las resistencias de polarización RC y RB.c) Alimente el circuito con el generador de señales ajustándolo a una onda tipo cuadrada de 3 Hz de frecuencia y un valor de amplitud de 7 volts pico a pico.d) Partiendo de la frecuencia de 3 Hz realice incrementos en el orden de 10 Hz hasta un valor de 100 Hz.e) Con el osciloscopio, para cada incremento de la frecuencia, observe y mida el voltaje de salida colector emisor, observe el comportamiento del LED y explique lo que sucede.f) Con el multímetro mida los voltajes VBE, Vc y las corrientes IB e IC para cada incremento de frecuencia.


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