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• Santiago Arenas Campillo

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• Resistencia Eléctrica y Conductancia
• Equipo eléctrico

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LABORATORIO DE TRANSISTORES FET y BJT (10%)

PARTE 1: Transistores BJT RECURSOS REQUERIDOS: ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖

Condensadores electrolíticos de 470 µf, 47 µf y 10 µf, 2 de cada valor. Resistencias: 1k, 10k, 100K, 470, 470K, 330, 2.7K, 10M, 510K 3 transistores 2n2222 1 relé de 5 pines a 12 V o 9V 1 enchufe AC. 1 bombilla de 110 V

❖ 1 plafón ❖ 1 pulsador comúnmente abierto ❖ 1 metro de cable Duplex N° 14 o 16 1. Caracterización Experimental del BJT Para determinar de forma experimental el β del transistor, monte el circuito de la figura 1, luego proceda a medir IC , IE e IB. Compare él β calculado a partir de las mediciones con el reportado en la hoja de datos y anéxelos al informe.

Figura 1. Caracterización BJT

Realice los cálculos teóricos para VC , VE , VB , VCE , VBE, VCB , Ic , IE e IB, y compárelos con los mediciones realizadas. Diseñe una tabla para consignar los resultados. (Esta tabla debe ser presentada el día de la entrega de este laboratorio)

2. Temporizadores Los temporizadores son circuitos utilizados para retrasar el encendido o apagado de dispositivos, en este sentido, se implementaran ambos enfoques con el fin de controlar el encendí y apagado de una bombilla AC de 110 V.

2.1 Encendido

Realiza el montaje de la figura 2, explique el funcionamiento del circuito. Sustituya el condensador de 47 µF por un condesar de 470 µF, anote y explique el porqué de los cambios observados.

Figura 2. Temporizador BJT

2.2 Apagado Realiza el montaje de la figura 3, explique el funcionamiento del circuito. Sustituya el condensador de 47 µF por un condesar de 10 µF, anote y explique el porqué de los cambios observados

Figura 3. Temporizador BJT

PARTE 2: Transistores FET RECURSOS REQUERIDOS: ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖

Transistores MOSFET: 2 IRF630 (canal N) y 2 IRF4905 (canal P). Motor DC a 12 v. 1 LED tricolor 4 diodos 1n4001 1 condensador cerámico de 0.1 µf Condensadores electrolítico de 470 µf, 47 µf y 10 µf, 2 de cada valor. 1 DipSwich de 2 posiciones Resistencias: 1k, 10k, 100K, 470, 470K, 330, 2.7K, 10M, 510K 2 transistores BJT 2N3904 1 diodo zener a 15v 17mA (1N4744A) 1 transistor JFET de canal N BF245C o 2SK161

1. Caracterización experimental del JFET Inicialmente se debe medir la corriente IDSS, para ello según la conceptualización teórica de la clase, se debe hacer VGS = 0 y con una alimentación en el drenaje de 10vdc, cómo se describe en la siguiente figura (puede ser un transistor BF245C o 2SK161:

VDC4 10V

R1 1kΩ

IDSS Q1 BF245C

Figura 1: Medida de la corriente IDSS

Seguidamente determinaremos Vp (voltaje pinch off) o voltaje de bloqueo del canal o Voltaje de estrangulamiento, para ello implemente el montaje de la figura 2, mida la corriente de drenaje y Vgs, con los datos del inciso anterior y la ecuación 1, determine Vp. 𝑉𝐺𝑆 2 𝐼𝐷 = 𝐼𝐷𝑆𝑆 (1 − ) 𝑉𝑃

VDC4 10V

R2 1kΩ

IDSS Q2 BF245C R3 10MΩ

R4 2.7kΩ

Figura 2: Calculo de Vp

Compare los datos con los teóricos de la hoja de datos del dispositivo y esté preparado para preguntas el dia de la entrega.

2. Transistor como conmutador: Puente H con transistores MOSFET. Es un circuito electrónico que permite a un motor DC girar en ambos sentidos, avance y retroceso. Son ampliamente usados en sistemas mecatrónicas y robóticos con aplicaciones industriales, domóticas, automoción y biomédica entre otros. Por su función se denominan convertidores de potencia. Los puentes H están disponibles en circuitos integrados como el L293D, pero también pueden construirse a partir de componentes semiconductores como transistores. El término "puente H" proviene de la forma gráfica del circuito. Un puente H se construye con 4 interruptores (mediante transistores) como se describe en la figura 3. Cuando los interruptores S1 y S4 están cerrados y S2 y S3 abiertos, se aplica una tensión positiva en el motor, haciéndolo girar en un sentido. De otra forma abriendo los interruptores S1 y S4 y cerrando S2 y S3, el voltaje se invierte, permitiendo el giro en sentido inverso del motor

Figura 3: Modelo Puente H.

NOTA MUY IMPORTANTE: Tener en cuenta que los interruptores S1 y S2, según la configuración del circuito, nunca podrán estar cerrados al mismo tiempo, porque esto cortocircuitaría la fuente de tensión. Lo mismo sucede con S3 y S4.

2.1 Montaje

Realice el montaje de la figura 4, considerando que los MOSFET son extremadamente sensibles a las corrientes estáticas, pero aún más importante es el hecho que si su Compuerta (Gate) es dejada sin conexión pueden llegar a autodestruirse. La Compuerta es un dispositivo de muy alta impedancia (alrededor de 10Mohm) y un simple ruido eléctrico puede activarlo. Las resistencias R3, R5, R9 y R8 han sido adicionadas para evitar que el MOSFET se autodestruya. Es muy importante instalar estas resistencias antes de instalar el MOSFET. Estas resistencias permitirán un comportamiento estable del MOSFET y además agregarán una protección contra la estática. Para probar el funcionamiento del motor nunca accione los dos swich al tiempo es decir ambos en la posición ON, porque cortocircuita la fuente y todos los MOSFETs serán activados o saturados, lo cual provocará que toda la corriente de la fuente de alimentación pase a través de ellos destruyéndolos y usted se hace responsable del daño. Coloque ambos swich en la posición OFF (apagado) y encienda la fuente, observe el comportamiento del motor y del led, mida el voltaje de cada transistor para determinar su estado: corte o saturación, apunte los datos en la tabla 3, considerando el estado del motor como AVANCE, RETROCESO o PARO. Seguidamente accione solamente el swich 2 (ON), y tome nota de los datos anteriores en la tabla 3. Vuelva el swich 2 a su posición inicial (OFF) y accione el swich 1 (ON), anote los datos en la tabla 3.

Tabla 3. Comportamiento del circuito con MOSFET. SWICH S1 S2 OFF OFF OFF ON ON OFF ON ON

Q1

ESTADO DEL TRANSISTOR Q2 Q3 Q4 Q5

No permitido

Q6

COLOR LED

ESTADO MOTOR