POLARIZACIN REGIONES DE OPERACIN Y CIRCUITOS REGULADORES CON TRANSISTORES BIPOLARESOBJETIVOS.1. Medir los voltajes y corrientes (punto de operacin) del circuito de polarizacin independientemente de la beta para el transistor bipolar y comparar estos valores con los calculados tericamente. Observar, medir y reportar como se modifica el punto de operacin cuando se usan transistores de diferente beta.2. Observar y distinguir el comportamiento del transistor bipolar en sus tres regiones de operacin, corte y saturacin. Medir los voltajes y corrientes (punto de operacin) en cada una de estas regiones.3. Observar el comportamiento de los circuitos reguladores de corriente y voltaje con transistor bipolar. Medir y reportar los voltajes y las corrientes a la salida y obtener los rangos de variacin de la resistencia de carga (), en que se conserva la regulacin, tanto para el regulador de corriente como para el de voltaje.

DESARROLLO EXPERIMENTAL.CONCEPTOS BSICOS.Regiones operativas del transistorRegin de corte. Un transistor esta en corte cuando la corriente del colector =corriente del emisor =0, (). En este caso el voltaje entre colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentacin del circuito. (Como no hay corriente circulando, no hay cada de voltaje). En este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 ().Regin de saturacin. Un transistor est saturado cuando la corriente de colector = corriente de emisor = corriente mxima, (). En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentacin del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver la ley de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo suficientemente grande como para inducir una corriente de colector veces mas grande. (Recordar que ).Regin activa. Cuando un transistor no est ni en su regin de saturacin ni en la regin de corte entonces est en una regin intermedia, la regin activa. En esta regin la corriente colector () depende principalmente de la corriente base (), de (ganancia de corriente de un amplificador, es un dato del fabricante) y de las resistencias que hayan conectadas en el colector y emisor. Esta regin es la ms importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador.Configuraciones. Hay tres tipos de configuraciones tpicas en los amplificadores con transistores, cada una de ellas con caractersticas especiales que las hacen mejor para cierto tipo de aplicacin y se dice que el transistor no est conduciendo. Normalmente este caso se presenta cuando no hay corriente base (). Emisor Colector comn Base comn Nota: Corriente de colector y corriente de emisor no son exactamente iguales, pero se toman como tal, debido a la pequea diferencia que existe entre ellas, y que no afectan en casi nada a los circuitos hechos con transistores.MATERIAL. Multmetro analgico y/o digital. Fuente de voltaje de C.D. (Variable). 2 Transistores de silicio NPN TIP41 o equivalente. 2 Diodos Zener de 5.6 V. 1 Diodo led rojo. 4 Transistores de silicio NPN BC547 o equivalente. 4 Resistencias de 1 K a 0.5 W. 1 Resistencia de 100 K a 0.5 W. 3 Resistencias de 2. 2K a 0.5 W. 1 Resistencia de 47 K a 0.5 W. 2 Resistencias de 4.7 K a 0.5 W. 1 Resistencia 3.3 K a 0.5 W. 1 Resistencia de 820 a 0.5 W. 1 Resistencia de 10 K a 0.5 W. 4 Resistencias de 100 a 2 W. 2 Resistencias de 220 a 2W. 2 Resistencias de 560 a 2 W. 1 Resistencia de 56 a 2 W. 1 Resistencia de 10 a 2 W. 1 Resistencia de 330 a 2 W. 1 Resistencia de 150 a 2 W. 2 Potencimetros de 10 K a 2 W. Una pinza de punta. Una pinza de corte. 6 Cables caimn caimn de 50 cm. 6 Cables caimn banana de 50 cm. 6 Cables banana - banana de 50 cm. 4 Cables coaxiales que tengan en un extremo terminacin bnc y en el otro caimanes. Tablilla de conexiones (protoboard).

EXPERIMENTOS.1. Es requisito que para antes de realizar la prctica el alumno presente por escrito y en forma concisa y breve los siguientes puntos. a) El anlisis.b) El funcionamiento.c) La operacin.d) El comportamiento matemtico.De cada uno de los circuitos propuestos.El profesor deber revisar que el alumno cumpla con este punto antes de entrar a laboratorio, as como que se presente con los circuitos correspondientes debidamente armados, de NO satisfacer estas indicaciones el alumno NO tendr derecho a quedarse en el laboratorio y se le considera como falta al mismo.2. Medir los voltajes y corrientes (punto de operacin) del circuito de polarizacin con divisor de voltaje independientemente de su beta para el transistor bipolar y comparar estos valores con los calculados tericamente. Observar, medir y reportar como se modifica el punto de operacin cuando se usan transistores de diferente beta.Armar el circuito de polarizacin como circuito de polarizacin independientemente de la beta, el cual se muestra en la Fig. 1, medir los valores de voltaje y corriente que se solicitan en la Tabla 1 y compararlos con los valores calculados tericamente. (El alumno antes de realizar esta prctica deber haber calculado los valores de voltaje y corriente solicitados y los resultados debern anotarse en la columna correspondiente de la Tabla 1).Estas mediciones se realizaran con dos transistores BC547 con el fin de comparar el punto de operacin en cada caso y comprobar si efectivamente este circuito depende o no depende del valor de la beta que tenga el transistor (en los transistores bipolares aun teniendo el mismo nmero de fabricacin; el valor de la beta no siempre es el mismo si no que vara de transistor a transistor, por esta razn en muchas aplicaciones es necesario trabajar con circuitos de polarizacin que sean independientes de la beta, como es el caso que nos atae).Colocar el transistor 1 (con beta 1) y realizar las mediciones indicadas, luego quitar este y colocar el transistor 2 (con beta 2) y repetir las mediciones, llenar la tabla con estos valores.

Fig. 1. Circuito de polarizacin con divisor de voltaje independiente de la beta.

Tabla 1.Parmetro a medirValor calculado tericamenteValor medido para el transistor 1Valor medido para el transistor 2

[V]1211.8413.08

[V]0.70.670.64

[V]11.311.2111.73

[A]3.33.523.4

[A]596759684

[A]598689700

BETA180192.38198.57

Para el clculo terico, use el valor de la beta propuesta en el circuito de la Fig. 1 ( =180). Con los valores medidos de corriente y voltaje en el laboratorio, determine el valor real de la beta para cada transistor.3. Observar y distinguir el comportamiento del transistor bipolar en sus tres regiones de operacin corte, activa directa y saturacin. Medir los voltajes y corrientes (Punto de operacin) en cada una de estas regiones.

Armar el circuito de la Fig. 2. y variar el voltaje de la fuente , para llevar al transistor a las diferentes regiones de operacin (corte, activa directa y saturacin), medir los valores de voltaje y corriente (punto de operacin) para las tres regiones de trabajo, llenar la tabla 2, en la que se han indicado los valores aproximados de la corriente de colector que se debe tener en la regin de corte y el voltaje de colector - emisor para las regiones de saturacin y activa directa.

Fig. 2. Circuito propuesto para llevar al transistor bipolar a trabajar en sus diferentes regiones de operacin. El diodo LED se usa para observar visualmente estas regiones (el LED estar apagado cuando el transistor este en la regin de corte, el LED presentara poca intensidad luminosa en la regin activa directa y mayor intensidad luminosa cuando se encuentre en la regin de saturacin). Tabla 2.Regiones de operacin [V] [V] [V] [A] [A]

Corte 14.990.710.050.04812

Activa Directa50.73.40.0134

Saturacin 20.70.150.09215

CUESTIONARIO.1. Analizar y obtener las ecuaciones del punto de operacin para el circuito de polarizacin por retroalimentacin de colector mostrado en la Fig. 3.

Fig. 3. Circuito de polarizacin por retroalimentacin de voltaje para el transistor bipolar.

Despejando de la ecuacin a y de la ecuacin dos Ic, por lo tanto:

2. Analizar y obtener las ecuaciones del punto de operacin para el circuito de polarizacin fija de emisor comn mostrado en la Fig. 4.

Fig. 4. Circuito de polarizacin fija de emisor comn para el transistor bipolar.

=4.6 mA

3. Haga un anlisis comparativo de los puntos de operacin para los circuitos de polarizacin de las Fig. 3 y 4, y del circuito de polarizacin independiente de la beta Cul de ellos es ms usado y por qu?

El anlisis comparativo que se da ms es el divisor de voltaje ya que este no depende de beta, por lo que el valor de los resistores es mas exacto, ya que se est calculando directamente con el valor de la fuente de alimentacin y no con beta, ya que beta es un valor variante. Con esto es ms estable el comportamiento del transistor llevando a cabo esta polarizacin.

4. Cuando la corriente de base es cero. Cmo es la corriente de colector del transistor bipolar?

La corriente que circula a travs del colector es igual a cero, ya que no hay un flujo de corriente que este circulando a travs del transistor.

5. Dibuje la recta de carga en el plano y ubique los puntos de operacin de corte, saturacin y activa directa para el circuito de la Fig. 2, use los datos de la Tabla 2.

6. Anote sus conclusiones.

Al llevar a cabo esta prctica se pudo ver el comportamiento de los voltajes y de las corrientes a travs del transistor, viendo as cuales sus puntos de operacin de los transistores. Adems vimos el cmo se compota el transistor en cada una de sus partes tanto del colector, base y emisor, viendo as tanto sus regiones de operacin, recorte y saturacin de estos. Como tambin ver el comportamiento de los circuitos reguladores de corriente y voltaje con el transistor bipolar, llevando a cabo algunas mediciones de corriente y de voltaje de salida.

7. Anote su bibliografa.Robert L. Boylestad, Teora de circuitos y dispositivos electrnicos, 8va Ed, Pearson.Thomas L. Floyd, Dispositivos Electrnicos, 8va Ed, Pearson. A.L. Albert, Electrnica y Dispositivos Electrnico, 3ra Ed. Reverte.