• Author / Uploaded
• Jorge Cárdenas

Citation preview

Practica 5: Polarización en DC del transistor BJT Jorge E. Cárdenas, Mateo E. Moscoso y Jorge Sánchez

Resumen — En este informe se analiza el comportamiento de los transistores BJT en sus múltiples configuraciones, además analizaremos el comportamiento de un transistor BJT al estar sometido a temperaturas elevadas. Términos para indexación — amplificación, saturación, corte, transistor

I. OBJETIVOS Generales:  Analizar y comparar los diversos tipos de circuitos de polarización para un transistor BJT. Específicos:  Conocer los diversos tipos de polarización.  Analizar y determinar mediante cálculos y mediciones, el punto de operación de un transistor BJT.  Comparar y analizar el comportamiento de los distintos circuitos de polarización, en función de la estabilidad del punto de trabajo. Identificar, conectar y comprobar correctamente el funcionamiento de un transistor.

II. SUSTENTO TEÓRICO Existen relaciones básicas que siempre se cumplen en un transistor BJT: 𝑉𝐵𝐸 = 0.7 𝑉 𝐼𝐸 = (𝛽 + 1) ∙ 𝐼𝐵 ≅ 𝐼𝐶 𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵 La polarización de los transistores BJT se refiere a mantener un nivel fijo de corriente y el voltaje. El punto de operación es un punto fijo en las características, llamado punto quiescente (abreviado punto Q). Los dispositivos BJT pueden ser polarizados para que opere fuera de sus límites máximos, pero el resultado de tal operación acortaría considerablemente la duración del dispositivo o lo destruiría.

Fig. 1. Circui to de polarización fija

Tenemos la polarización en directa de la unión base-emisor, aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff en el sentido de las manecillas del reloj a la maya base-emisor es. 𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝐵 ∙ 𝑅𝐵 − 𝑉𝐵𝐸 = 0 Si resolvemos esta ecuación para la 𝐼𝐵 . 𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 𝐼𝐵 = 𝑅𝐵 Aplicamos las leyes de Kirchhoff para la malla colectoremisor tenemos: 𝑉𝐶𝐸 − 𝐼𝐶 ∙ 𝑅𝐶 Esta ecuación podemos calcular el voltaje de la región colector emisor de un transistor de polarización fija. Configuración de Polarización de Emisor: Esta configuración contiene un resistor emisor para mejorar la estabilidad del nivel en la relación con la configuración de polarización fija.

Configuración de polarización fija: las ecuaciones y los calculos se aplican igualmente para los transistores pnp y npn bien para una configuración del transistor pnp o npn tan solo con cambiar las direcciones de la corriente y las polaridades del voltaje.

Este proyecto se realizó en la Universidad de Cuenca, en el laboratorio de física electricidad y magnetismo. J. E. Cárdenas participó en el proyecto por la Universidad de Cuenca (e-mail: [email protected]). M. E. Moscoso participó en el proyecto por la Universidad de Cuenca (e-mail: [email protected]). J. I. Sánchez participó en el proyecto por la Universidad de Cuenca (e-mail: [email protected]) Docente: Ing. Ciro Mauricio Larco Barros, Msc

Fig. 2. Circuito de polarización de e misor

Tenemos la malla base-emisor de la figura 2, con la cual obtenemos la ecuación:

Para calcular la 𝑅𝑇𝐻 ponemos a la fuente de voltaje de la entrada en cortocircuito obteniendo

𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝐵 ∙ 𝑅𝐵 − 𝑉𝐵𝐸 − 𝐼𝐸 ∙ 𝑅𝐸 = 0

𝑅𝑇𝐻 = 𝑅1 ∥ 𝑅2 Para encontrar el voltaje de Thevenin regresamos la fuente de voltaje y aplicamos la ley del divisor de voltaje a la 𝑅2 obteniendo así 𝑅2 ∙ 𝑉𝐶𝐶 𝐸𝑇𝐻 = 𝑉𝑅2 = 𝑅1 + 𝑅2

Sustituyendo las equivalencias de las corrientes de emisor por una corriente de base, se despeja la ecuación en función de la corriente de base. 𝐼𝐵 =

𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 𝑅𝐵 + (𝛽 + 1) ∙ 𝑅𝐸

Aplicando estas consideraciones redibujamos nuestra red y para obtener la malla base-emisor

Tomamos la malla de colector-emisor, a la cual aplicamos las leyes de corrientes de Kirchhoff en el sentido de las manecillas del reloj obteniendo: 𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝐶 ∙ (𝑅𝐶 + 𝑅𝐸 ) Configuración de Polarización por medio del divisor de voltaje: Esta configuración presenta la característica que la ganancia influye muy poco en los valores 𝐼𝐵𝑄 𝑦 𝑉𝐶𝐸𝑄 , estos puntos representan el punto Q (punto de operación) de nuestro transistor

Fig. 5. Circuito equivalente de Thevenin

𝐸𝑇𝐻 − 𝐼𝐵 ∙ 𝑅𝑇𝐻 − 𝑉𝐵𝐸 − 𝐼𝐸 ∙ 𝑅𝐸 = 0 Despejando esta ecuación para la 𝐼𝐵 tenemos 𝐼𝐵 =

𝐸𝑇𝐻 − 𝑉𝐵𝐸 𝑅𝑇𝐻 + (𝛽 + 1) ∙ 𝑅𝐸

Finalmente planteamos nuestra malla de salida obteniendo así

Fig. 3. Circuito de polarización por medio del divisor de voltaje

𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝐶 ∙ (𝑅𝐶 + 𝑅𝐸 ) Si observamos cuidadosamente esta ecuación es la misma que en la polarización de emisor.

Se redibuja la red de la figura 3, al volver a redibujarla nos queda la figura 4 en donde debemos encontrar una red equivalente de Thevenin.

Configuración de realimentación del colector: Se toma la malla de base-emisor y luego se aplican estos resultados a la malla colector-emisor.

Fig. 4. Circuito de polarización por medio del divisor de voltaje

Fig. 6. Circuito de retroalimentación del colector

3.2. Para el circuito de polarización fija de la figura 1. Defina el 𝑽 𝑰 punto de trabajo del transistor en Q ( 𝒄𝒄 ; 𝑪𝒔𝒂𝒕 ). De acuerdo 𝟐 𝟐 a los valores fijados en el punto 2.

Tomamos la malla base-emisor 𝑉𝐶𝐶 − 𝐼´𝑐 ∙ 𝑅𝑐 − 𝐼𝐵 ∙ 𝑅𝐵 − 𝑉𝐵𝐸 − 𝐼𝐸 ∙ 𝑅𝐸 = 0 Se debe tener en cuenta que la corriente a través de 𝑅𝑐 no es 𝐼𝑐 sino 𝐼´𝑐 donde (𝐼´𝑐 = 𝐼𝑐 + 𝐼𝐵 ), pero el nivel de 𝐼𝑐 𝑒 𝐼´𝑐 excede por mucho el nivel nominal de 𝐼𝐵 , se emplea la aproximación 𝐼𝑐 ≅ 𝐼´𝑐 , al aplicar esta equivalencia despejamos la ecuación para la corriente de base. 𝐼𝐵 =

a)

Realice los cálculos necesarios y determine los valores de las resistencias para establecer el punto de trabajo requerido. Armar el circuito de polarización, medir 𝐼𝐶𝑄 ,; 𝑉𝐶𝐸𝑄 ,. (Incluir los cálculos realizados en el informe). Completar la Tabla II.

Los cálculos respectivos de resistencias se encuentran en el anexo 1 en la parte final del informe.

𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 𝑅𝐵 + 𝛽(𝑅𝐶 + 𝑅𝐸 )

Analizamos la malla colector-emisor con las leyes de voltaje de Kirchhoff obteniendo así 𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝐶 ∙ (𝑅𝐶 + 𝑅𝐸 Adicionalmente al análisis presentado de estos 4 tipos de polarizaciones, se puede encontrar la recta de carga para encontrar el punto Q mencionado anteriormente. III. DESARROLLO 1.

Polarización

Ecuación para Is 𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑏𝑒 𝐼𝑏 = 𝑅𝐵

Fija Estabilizada en emisor

𝐼𝑏

Por divisor de voltaje

𝐼𝑏

Por retroalimentación

𝐼𝑏

2.

Fig. 7. Circuito de polarización fija

Completar la siguiente tabla, en relación a los circuitos de polarización.

𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑏𝑒 𝑅𝑏 + (𝛽 + 1)𝑅𝑒

=

=

𝐸𝑡ℎ − 𝑉𝑏𝑒 𝑅𝑡ℎ + (𝛽 + 1)𝑅𝑒

𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑏𝑒 = 𝑅𝑏 + (𝛽 + 1)𝑅𝑒

Ecuació n para Vce

Ecuació n Para Ic

Ecuació n Icsat

𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐𝑅𝑐 𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐(𝑅𝑐 + 𝑅𝑒) 𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐(𝑅𝑐 + 𝑅𝑒) 𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐(𝑅𝑐 + 𝑅𝑒)

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝑉𝑐𝑐 𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 = 𝑅𝑐

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑐𝑐 = 𝑅𝑐 + 𝑅𝑒

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑐𝑐 = 𝑅𝑐 + 𝑅𝑒

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑐𝑐 = 𝑅𝑐 + 𝑅𝑒

TABLA II. MEDICIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO CIRCUITO DE POLARIZACIÓN FIJA

Parámetro

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄 b)

Valores Medidos

Valores calculados

9.59 mA 5.03 V

10 mA 5V

% de variación respecto a valores calculados 4.1% 0.6%

Realizar un gráfico de la recta de carga del transistor, acotar los puntos: Saturación, Corte y Trabajo (Medido y Calculado).

Regular Vcc=10v, en la fuente de alimentación variable, disponible en el laboratorio. Defina un valor para la intensidad de colector de saturación 𝑰𝑪𝑺𝑨𝑻 , a emplearse en los cálculos, tome en cuenta que la máxima intensidad de colector para el transistor 2N3904 es 200mA. (Sugerencia: emplee un valor de hasta 20mA). *Los valores de𝑰𝑪𝑺𝑨𝑻 , y 𝑽𝑪𝑪 ,, definidos, se emplearán para todos los circuitos de polarización 3.

Circuito de Polarización Fija

3.1. Empleando la opción ℎ𝐹𝐸 , del multímetro, determine la ganancia del transistor 2N3904. Complete la Tabla I. TABLA I MEDICIÓN DE 𝒉𝑭𝑬 , TRANSISTOR 2N3904

Transistor Q1

ℎ𝐹𝐸 (beta) 394

Fig. 8. Retas de carga para polarización fija

Como se puede apreciar el eje de las abscisas es el del voltaje Vce, con un voltaje de corte igual al de la fuente de 10V, la gráfica presenta la corriente Ic en el eje de las ordenadas, el transistor tiene la zona de saturación en 20 mA de acuerdo a los cálculos realizados anexados, comparando la zona activa del transistor medido se encuentran prácticamente en la misma

posición que la calculada variando por un 0.03 voltios y 0.41mA en cada eje respectivamente. c)

Conectar y acercar el cautín al transistor. Medir Q(𝐼𝐶𝑄 ;𝑉𝐶𝐸𝑄 .); de acuerdo al incremento de temperatura. Acotar la nueva ubicación del punto de trabajo, en el gráfico del punto anterior. Completar la tabla III.

TABLA V MEDICIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO CIRCUITO DE POLARIZACIÓN ESTABILIZADO EN EMISOR

Parámetro

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄

TABLA III VARIACIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO AL INCREMENTO DE TEMPERATURA

Parámetro

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄 d)

Valores Medidos con incremento de temperatura 11.5 mA 4.2 V

% de Variación respecto a valores medidos a temperatura ambiente 19.9% 16.6%

Circuito de Polarización Estabilizado de Emisor

4.1. Empleando la opción ℎ𝐹𝐸 , del multímetro, determine la ganancia del transistor 2N3904. Complete la Tabla IV. TABLA IV MEDICIÓN DE 𝒉𝑭𝑬 , TRANSISTOR 2N3904

Transistor Q1

ℎ𝐹𝐸 (beta) 394

4.2. Para el circuito de polarización fija de la figura 9. Defina el 𝑽 𝑰 punto de trabajo del transistor en Q ( 𝒄𝒄 ; 𝑪𝒔𝒂𝒕 ). De acuerdo 𝟐 𝟐 a los valores fijados en el punto 2. a)

9.47 mA 5.04 V

% de Variación (respecto a valores calculados) 5.1% 0.8%

Realizar un gráfico de la recta de carga del transistor, acotar los puntos: Saturación, Corte y Trabajo (Medido y Calculado).

A partir de los resultados obtenidos, en las tablas II y III. Realice un análisis del comportamiento de un circuito de polarización fija.

Al comparar la tabla I con la tabla II se pueden hacer conclusiones obvias respecto al cambio de voltaje y corriente ante la variación de la temperatura. A medida que la temperatura aumenta en el transistor se conduce más corriente en concreto un 19.9 % mas al cabo de un par de segundos, por consecuencia el voltaje disminuye un 16.6%. Se puede decir que el transistor es muy sensible a altas temperaturas. 4.

b)

Valores Medidos

Determine los valores de las resistencias para establecer el punto de trabajo requerido. Completar la Tabla V.

Fig. 10. Retas de carga para polarización estabilizada en e misor

Como se puede apreciar el eje de las abscisas es el del voltaje Vce, con un voltaje de corte igual al de la fuente de 10V, la gráfica presenta la corriente Ic en el eje de las ordenadas, el transistor tiene la zona de saturación en 20 mA de acuerdo a los cálculos realizados anexados, comparando la zona activa del transistor medido se encuentran prácticamente en la misma posición que la calculada variando por un 0.04 voltios y 0.43mA en cada eje respectivamente. c)

Conectar y acercar el cautín al transistor. Medir Q (𝐼𝐶𝑄 ;𝑉𝐶𝐸𝑄 .); de acuerdo al incremento de temperatura. Acotar la nueva ubicación del punto de trabajo, en el gráfico del punto anterior. Completar la tabla VI.

TABLA VI VARIACIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO AL INCREMENTO DE TEMPERATURA

Parámetro

Los cálculos respectivos de resistencias se encuentran en el anexo 2 en la parte final del informe.

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄 d)

Valores Medidos con incremento de temperatura

11.5 mA 4V

% de Variación (respecto a valores medidos a temperatura ambiente) 21.43% 20.8%

A partir de los resultados obtenidos, en las tablas V y VI. Realice un análisis del comportamiento de un circuito de polarización estabilizado en emisor.

Fig. 9. Circuito de polarización estabilizado en emisor

Al igual que en la configuración de polarización fija los resultados son semejantes comparando la al comparar la tabla II con la tabla IV. A medida que la temperatura aumenta en el transistor se conduce más corriente en concreto un 21.43 % más al cabo de un par de segundos, por consecuencia el voltaje

disminuye un 20.8%. Se puede decir que el transistor es muy sensible a altas temperaturas. 5.

Circuito de Polarización Dc Por Retroalimentación de Voltaje 5.1. Empleando la opción ℎ𝐹𝐸 , del multímetro, determine la ganancia del transistor 2N3904. Complete la Tabla VII. TABLA VII MEDICIÓN DE 𝒉𝑭𝑬 , TRANSISTOR 2N3904

ℎ𝐹𝐸 (beta)

Transistor Q1

394

5.2. Para el circuito de polarización retroalimentación de voltaje de la figura 11. Defina el punto de trabajo del 𝑽 𝑰 transistor en Q ( 𝒄𝒄 ; 𝑪𝒔𝒂𝒕 ). 𝟐

Fig. 12. Retas de carga para retroalimentación de voltaje

𝟐

c) a)

Realice los cálculos necesarios y determine los valores de las resistencias para establecer el punto de trabajo requerido. Armar el circuito de polarización, medir 𝐼𝐶𝑄 ,; 𝑉𝐶𝐸𝑄 ,.. (Incluir los cálculos realizados en

Conectar y acercar el cautín al transistor. Medir Q(𝐼𝐶𝑄 ;𝑉𝐶𝐸𝑄 .); de acuerdo al incremento de temperatura. Acotar la nueva ubicación del punto de trabajo, en el gráfico del punto anterior. Completar la tabla IV.

el informe). Completar la Tabla VIII.

Los cálculos respectivos de resistencias se encuentran en el anexo 3 en la parte final del informe.

TABLA IV VARIACIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO AL INCREMENTO DE TEMPERATURA

Parámetro

Valores Medidos con incremento de temperatura

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄

d)

Fig. 11. Circuito de polarización DC por retroalimentación de voltaje

TABLA VIII. MEDICIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO C.P .RETROALIMENTACIÓN DE VOLTAJE

Parámetro

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄

b)

Valores Medidos

9.54 mA 5.05 V

% de Variación (respecto a valores calculados) 4.6% 1%

Realizar un gráfico de la recta de carga del transistor, acotar los puntos: Saturación, Corte y Trabajo (Medido y Calculado).

11.50 4V

% de Variación (respecto a valores medidos a temperatura ambiente) 20.54% 20.79%

A partir de los resultados obtenidos, en las tablas VIII y IV. Realice un análisis del comportamiento de un circuito de polarización dc por retroalimentación de voltaje.

El comportamiento se repite al igual que en las polarizaciones anteriores al comparar la tabla V con la tabla VI. A medida que la temperatura aumenta en el transistor se conduce más corriente, en concreto un 20.54% más al cabo de un par de segundos, por consecuencia el voltaje disminuye un 20.79%. 6. Circuito de Polarización por Divisor de Voltaje 6.1. Empleando la opción ℎ𝐹𝐸 , del multímetro, determine la ganancia del transistor 2N3904. Complete la Tabla X. TABLA X MEDICIÓN DE 𝒉𝑭𝑬 , TRANSISTOR 2N3904

ℎ𝐹𝐸 (beta)

Transistor Q1

394

6.2. Para el circuito de polarización por divisor de voltaje de la figura 13. Defina el punto de trabajo del transistor en Q 𝑽 𝑰 ( 𝒄𝒄 ; 𝑪𝒔𝒂𝒕 ). 𝟐

𝟐

a)

Realice los cálculos necesarios y determine los valores de las resistencias para establecer el punto de trabajo requerido. Armar el circuito de polarización, medir 𝐼𝐶𝑄 ,; 𝑉𝐶𝐸𝑄 ,.. (Incluir los cálculos realizados en el informe).

que la temperatura aumenta en el transistor se conduce más corriente, en concreto un 21.49% más al cabo de un par de segundos, por consecuencia el voltaje disminuye un 21.10%.

Completar la Tabla XI.

IV. SIMULACIÓN

Los cálculos respectivos de resistencias se encuentran en el anexo 4 en la parte final del informe.

A continuación se muestran las simulaciones para cada parte de la práctica: Simulación 1

Fig. 13. Circuito de paralización DC por divisor de voltaje

TABLA XI. MEDICIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO C.P .POR DIVISIÓN DE VOLTAJE

Parámetro

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄

Valores Medidos

9.49 mA 5.07

% de Variación (respecto a valores calculados) 5.1% 1.4%

b)

Realizar un gráfico de la recta de carga del transistor, acotar los puntos: Saturación, Corte y Trabajo (Medido y Calculado).

c)

Conectar y acercar el cautín al transistor. Medir Q(𝐼𝐶𝑄 ;𝑉𝐶𝐸𝑄 .); de acuerdo al incremento de temperatura. Acotar la nueva ubicación del punto de trabajo, en el gráfico del punto anterior. Completar la tabla XII.

TABLA XII VARIACIÓN DEL PUNTO DE TRABAJO AL INCREMENTO DE TEMPERATURA

Parámetro

𝐼𝐶𝑄 𝑉𝐶𝐸𝑄 d)

Valores Medidos con incremento de temperatura

11.53 mA 4V

% de Variación (respecto a valores medidos a temperatura ambiente) 21.49% 21.10%

A partir de los resultados obtenidos, en las tablas XI y XII. Realice un análisis del comportamiento de un circuito de polarización por división de voltaje.

El comportamiento se repite al igual que en las polarizaciones anteriores al comparar la tabla VII con la tabla VIII. A medida

Fig. 14. Simulación del c ircuito de paralización fija.

Fig. 15. Simulación del c ircuito de polarización estabilizado en e misor.

voltaje de colector-emisor cuando se somete a un incremento de temperatura en el mismo, lo que implica que a medida que la temperatura incrementa el transistor tiende a moverse a la zona de saturación. REFERENCIAS [1]

Robert L. Boylestad y Louis Nashelsky. Electronónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos. Mexico: Pearson, 2009.

ANEXOS Anexo 1. Cálculos de resistencia para polarización fija 𝑉𝐶𝐶 = 10𝑉

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 20 𝑚𝐴

𝛽 = 394

𝑉𝐶𝐶 𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 5𝑉 𝐼𝑐 = = 10 𝑚𝐴 2 2 𝑉𝐶𝐶 𝑉𝐶𝐶 10𝑉 = → 𝑅𝑐 = = = 500Ω 𝑅𝑐 𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 20 𝑚𝐴

𝑉𝐶𝐸 = 𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡

Fig. 16. Simulación del circuito de polar ización DC por retroalimentación de voltaje.

𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵 → 𝐼𝐵 = 𝐼𝑩 =

𝐼𝐶 10 𝑚𝐴 = 𝛽 394

= 25.38𝜇𝐴

𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 10 − 0.7 → 𝑅𝐵 = = = 366.4𝑘Ω 𝑅𝐵 𝐼𝑩 25.38𝜇𝐴

Anexo 2. Cálculos de resistencia para polarización estabilizado en emisor 𝑉𝐶𝐶 = 10𝑉

𝑉𝐶𝐶 = 5𝑉 2

𝑅𝐸 = 100Ω 𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵 → 𝐼𝐵 =

Fig. 17. Simulación del circuito de polarización por divisor de voltaje.

𝐼𝑩 =







Podemos concluir que un transistor dependiendo de sus configuraciones poseerá distintas características que le permitirán obtener mayor estabilidad frente a cambios de voltaje y de corriente suministrados a su configuración, de esta manera la configuración de divisor de tensión resulta ser la más estable. Además, pudimos observar cómo se altera el funcionamiento de un transistor al estar en zona de corte o saturación, y esto estará estrechamente ligado a la configuración y los parámetros de entrada y salida del transistor. Finalmente pudimos observar como el transistor incrementa su corriente de colector y disminuye su

𝐼𝑐 =

𝑅𝐸 = 400Ω

𝐼𝐶 10 𝑚𝐴 = 𝛽 394

= 25.38𝜇𝐴

𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 → 𝑅𝐵 = − (𝛽 + 1)𝑅𝐸 𝑅𝐵 + (𝛽 + 1)𝑅𝐸 𝐼𝑩 𝑅𝐵 =

V. CONCLUSIONES

𝛽 = 394

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 10 𝑚𝐴 2 𝑉𝐶𝐶 𝑉𝐶𝐶 10𝑉 = → 𝑅𝑐 + 𝑅𝐸 = = = 500Ω 𝑅𝑐 + 𝑅𝐸 𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 20 𝑚𝐴 𝑉𝐶𝐸 =

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 20 𝑚𝐴

10 − 0.7 − (394 + 1)100 = 326.9𝑘Ω 25.38𝜇𝐴

Anexo 3. Cálculos de resistencia para polarización DC por retroalimentación de voltaje. 𝑉𝐶𝐶 = 10𝑉

𝑉𝐶𝐶 = 5𝑉 2

𝑅𝐸 = 100Ω 𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵 → 𝐼𝐵 = 𝐼𝑩 =

𝛽 = 394

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 10 𝑚𝐴 2 𝑉𝐶𝐶 𝑉𝐶𝐶 10𝑉 = → 𝑅𝑐 + 𝑅𝐸 = = = 500Ω 𝑅𝑐 + 𝑅𝐸 𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 20 𝑚𝐴 𝑉𝐶𝐸 =

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 20 𝑚𝐴 𝐼𝑐 =

𝑅𝐸 = 400Ω

𝐼𝐶 10 𝑚𝐴 = 𝛽 394

= 25.38𝜇𝐴

𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐵𝐸 → 𝑅𝐵 = − 𝛽(𝑅𝐸 + 𝑅𝐶 ) 𝑅𝐵 + 𝛽(𝑅𝐸 + 𝑅𝐶 ) 𝐼𝑩

𝑅𝐵 =

10 − 0.7 − 394(100 + 400) = 169.43𝑘Ω 25.38𝜇𝐴

Anexo 4. Cálculos de resistencia para polarización por divisor de voltaje. 𝑉𝐶𝐶 = 10𝑉

𝑉𝐶𝐶 = 5𝑉 2

𝐼𝑐 =

𝑅𝐸 = 100Ω 𝐼𝐶 = 𝛽𝐼𝐵 → 𝐼𝐵 = 𝐼𝑩 =

𝛽 = 394

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 10 𝑚𝐴 2 𝑉𝐶𝐶 𝑉𝐶𝐶 10𝑉 = → 𝑅𝑐 + 𝑅𝐸 = = = 500Ω 𝑅𝑐 + 𝑅𝐸 𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 20 𝑚𝐴 𝑉𝐶𝐸 =

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡

𝐼𝐶𝑠𝑎𝑡 = 20 𝑚𝐴

𝑅𝐸 = 400Ω

𝐼𝐶 10 𝑚𝐴 = 𝛽 394

= 25.38𝜇𝐴

𝐸𝑇𝐻 − 𝑉𝐵𝐸 𝐸𝑇𝐻 − 𝑉𝐵𝐸 → 𝑅𝑇𝐻 = − 𝛽(𝑅𝐸 + 𝑅𝐶 ) 𝑅𝑇𝐻 + (𝛽 + 1)𝑅𝐸 𝐼𝑩

𝑅𝑇𝐻 =

5.78 − 0.7 − 394(100 + 400) = 837.39Ω 25.38𝜇𝐴 𝑅1 = 5.15𝐾Ω

𝐼𝑏 =

𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑏𝑒 𝑅𝐵

𝐼𝑏 𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑏𝑒 = 𝑅𝑏 + (𝛽 + 1)𝑅𝑒 𝐼𝑏 𝐸𝑡ℎ − 𝑉𝑏𝑒 = 𝑅𝑡ℎ + (𝛽 + 1)𝑅𝑒 𝐼𝑏 𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑏𝑒 = 𝑅𝑏 + (𝛽 + 1)𝑅𝑒

𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐𝑅𝑐 𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐(𝑅𝑐 + 𝑅𝑒) 𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐(𝑅𝑐 + 𝑅𝑒) 𝑉𝑐𝑒 = 𝑉𝑐𝑐 − 𝐼𝑐(𝑅𝑐 + 𝑅𝑒)

𝑅2 = 1𝑘Ω

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏 𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑐𝑐 = 𝑅𝑐 𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑐𝑐 = 𝑅𝑐 + 𝑅𝑒

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑐𝑐 = 𝑅𝑐 + 𝑅𝑒

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡 𝑉𝑐𝑐 = 𝑅𝑐 + 𝑅𝑒

Imagen 1. Medición del Hfe del transistor 2n3904

Imagen 4 corriente y voltaje del transistor en 30s después de elevación de temperatura

Imagen 2. Elevación de temperatura del transistor

Imagen 3. corriente y voltaje del transistor en 0s después de elevación de temperatura

Imagen 5 corriente y voltaje del transistor en 60s después de elevación de temperatura