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UNIVERSIDAD CATOLICA SANTA MARIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA CIRCUITOS ELECTRONICOS I

GRUPO: 03 PRESENTADO POR: - HUACALLO LIMPE CESAR - VENTURA CALLA KAREN

SEMESTRE IMPAR AREQUIPA-PERU 2019

OBJETIVOS 

Determinar los parámetros eléctricos de conductividad de un transistor.



Determinar las características físicas y eléctricas de un transistor BJT



Analizar las características de transistores BJT



Calcular la curva de los transistores BJT MARCO TEÓRICO TRANSISTOR BIPOLAR El transistor bipolar es el más común de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio. Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor. El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en el gráfico de transistor.

Transistor NPN

Transistor PNP

El transistor es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos una cantidad de corriente por una de sus patillas (base), el entregará por otra (emisor), una cantidad mayor a ésta, en un factor que se llama amplificación. Este factor se llama b (beta) y es un dato propio de cada transistor. Entonces: 

Ic (corriente que pasa por la patilla colector) es igual a b (factor

de amplificación) por Ib (corriente que pasa por la patilla base). 

Ic = β * Ib



Ie (corriente que pasa por la patilla emisor) es del mismo valor

que Ic, sólo que, la corriente en un caso entra al transistor y en el otro caso sale de él, o viceversa. Según la fórmula anterior las corrientes no dependen del voltaje que alimenta el circuito (Vcc), pero en la realidad si lo hace y la corriente Ib cambia ligeramente cuando se cambia Vcc.

En el segundo gráfico las corrientes de base (Ib) son ejemplos para poder entender que a más corriente la curva es más alta

Regiones operativas del transistor Región de corte: Un transistor esta en corte cuando: Corriente de colector = corriente de emisor = 0, (Ic = Ie = 0) En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (como no hay corriente circulando, no hay caída de voltaje, Ley de Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0) Región de saturación: Un transistor está saturado cuando: Corriente de colector = corriente de emisor = corriente máxima, (Ic = Ie = I máxima) En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ley de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo suficientemente grande como para inducir una corriente de colector β veces más grande. (recordar que Ic = β * Ib)

PROCEDIMIENTO PARTE 1: Identificación del transistor Identifique los terminales del transistor BJT

1= Colector

2=Base

3=Emisor

Seleccione la escala de prueba de Diodos en el DMM Conectar los terminales del DMM con el transistor de acuerdo a la tabla 1. Registrar la lectura del DMM. Terminal Rojo (+) 1 2 1 3 2 3

Terminal Negro (-) 2 1 3 1 3 2

Lectura del DMM

Tabla 1 Identificar las características del Transistor en la siguiente tabla Terminal Base 2 Terminal Colector 1 Terminal Emisor 3 Tipo de Transistor NPN Tabla 2. Material del Transistor Silicon PARTE 2: Esquema Vref +V

Rc1 Rb1 Rc2

T1 Rb2

862 868 -

1. Mediante el multímetro, obtenga las siguientes características del transistor: deducción

del tipo de transistor (NPN o PNP en los BJT), configuración de cada patilla y (hFE). 2. Para ello, encontrar cuál es la situación de los diodos y su polaridad. Una vez conocida la

correspondencia de cada patilla, colocar adecuadamente en el multímetro para medir en el caso de un BJT. De esta forma se puede deducir si se trata de un PNP, de un NPN si son BJTs. 3. Utilizando la hoja de datos analizar las siguientes características del transistor: tipo de

transistor, configuración de cada patilla, potencia máxima, VCE máxima, IC máxima, (hFE) y frecuencia de corte. Datos del transistor: BC550 Tipo de transistor NPN Potencia máxima 500 mW VCE máxima 45 V IC máxima 200 mA 420- 520- 800  (hFE) Frecuencia de corte 100 Hz 4. En el circuito, se requiere ajustar Rb2 de tal manera que IB alcance los 25uA. A continuación se varía Rc2 de forma de VCE sea 0V, 0.5V, 1V y 1.5 V midiendo en los distintos casos la corriente IC. 5. Grafique Vce vs Ic. 6. Obtener las lecturas de VCE, IB, e IC empleando el multímetro, repitiendo el

proceso para IB igual a 50uA, 75uA y 125uA. Grafique Vce vs Ic para cada caso. Tabla 3 Ib = 25uA Ib = 50uA Ib = 75uA Ib = 125uA

Ic = Ic = Ic = Ic =

Vce = 0 V 1.8 mA 1.8 mA 1.8mA 1.8 mA

Vce = 0.5 V 9.80 mA 17.9 mA 22.9 mA 31.6 mA

Vce = 1 V 10.0 mA 20.4 mA 28.2 mA 37.1 mA

Vce = 1.5 V 10.1 mA 20.8 mA 30.2 mA 42.3 mA

IC VS VCE

IC

25uA

50uA

75uA

125uA

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

0.5

1 VCE

1.5

2

PARTE 3: Características del Colector

1.

2.

3.

Construya el circuito de la fig 2.

Fijar el voltaje VRB a 3.3V variando el potenciómetro de 1M. Esto fijará IB = VRB/RB a 10 A como se indica en la Tabla 4. Luego fijar VCE a 2V variando el potenciómetro de 5K como se indica en la primera línea de la Tabla 4.

4.

Registre el voltaje VRC y VBE en la Tabla 4.

5.

Variar el potenciómetro de 5K parta incrementar VCE de 2 V hasta los valores que aparecen en la Tabla 3. Notar que IB es mantenida a 10 A en los diferentes niveles de

6.

VCE. Para cada valor de VCE mida y registre VRC y VBE. Use la escala de mV para VBE.

7.

Repita los pasos B hasta F para todos los valores indicados en la Tabla 3. Cada valor de VRB establecerá un nivel diferente de IB para la secuencia de valores de VCE.

8.

Después de haber obtenido todos los datos, calcule el valor de IC = VRC / VC y el valor de IE = Ic + IB. Use los valores medidos de Rc.

9.

Usando los datos de la Tabla 3, dibuje la curva característica del transistor en la fig. 3 La curva es IC vs. VCE para los diferentes valores de IB Seleccionar una escala adecuada para Ic e indique cada valor de IB. Variación de  y  Para cada línea de la Tabla 3 Calcule los niveles correspondientes de  y  usando las siguientes ecuaciones:  = Ic / IE  = Ic / IB

Tabla 3 VRB (V) IB (μA) VCE (V) VRC (V) IC (mA) VBE (V) IE (mA) (medido) (calculado) (medido) (medido) (calculado) (medido) (calculado) 3.3 10 2 4.35 4.35 0.66 4.36 3.3 10 4 4.45 4.45 0.65 4.46 3.3 10 6 4.53 4.53 0.66 4.54 3.3 10 8 4.62 4.62 0.64 4.63 3.3 10 10 4.72 4.72 0.67 4.73 3.3 10 12 4.79 4.79 0.66 4.80 3.3 10 14 4.86 4.86 0.66 4.87 3.3 10 16 FR FR FR FR

α (calculado) 0,9977064 0,9977578 0,9977973 0,9978401 0,9978858 0.9979166 0,9979466 FR

β (calculado) 435 445 453 462 472 479 486 FR

6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6

20 20 20 20 20 20 20

2 4 6 8 10 12 14

9.00 9.10 9.32 9.60 9.76 FR FR

9.00 9.10 9.32 9.60 9.76 FR FR

0.67 0.66 0.66 0.66 0.66 FR FR

9.02 9.12 9.34 9.62 9.78 FR FR

0,9977827 0,9978070 0,9978586 0,997921 0,9979550 FR FR

450 455 466 480 488 FR FR

9.9 9.9 9.9 9.9 9.9

30 30 30 30 30

2 4 6 8 10

13.20 13.62 13.98 FR FR

13.20 13.62 13.98 FR FR

0.68 0.68 0.68 FR FR

13.23 13.65 13.41 FR FR

0,99773243 0,9978022 1,04250559 FR FR

440 454 466 FR FR

13.2 13.2 13.2 13.2

40 40 40 40

2 4 6 8

17.37 FR FR FR

17.37 FR FR FR

0.68 FR FR FR

17.41 FR FR FR

0,99770247 FR FR FR

434,25 FR FR FR

16.5 16.5 16.5 16.5

50 50 50 50

2 4 6 8

FR FR FR FR

FR FR FR FR

FR FR FR FR

FR FR FR FR

FR FR FR FR

FR FR FR FR

Usando los datos de la Tabla 3, dibuje la curva característica del transistor en la fig. 3 La curva es I C vs. VCE para los diferentes valores de IB Seleccionar una escala adecuada para Ic e indique cada valor de IB. 20 434,25 15 10 5

440

454

466

450

455

466

480

488

435

445

453

462

472

479

486

0 0

5

10

15

CUESTIONARIO FINAL 1 La

gráfica Vce vs Ic, ¿qué características tiene?, ¿las intersecciones con el eje ‘x’ i ‘y’ qué representan? • La característica que tiene la gráfica es que la corriente del colector al momento de llegar un punto donde el voltaje satura al transistor, esta corriente se estabiliza. La intersección con el eje X representa la zona de corte y la intersección con el eje Y representa la zona de saturación. 2 ¿Qué

diferencias encuentra entre las gráficas para 25, 50, 75 y 125 uA? • Mientras mayor sea la corriente de la base, mayor tendrá que ser la corriente del colector para estabilizarse, además el voltaje colector emisor tendrá que ser mayor para alcanzar esa estabilidad. 3 ¿Cuándo

se dice que un transistor está en corte?, ¿se da esta caso en la práctica? • Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima y un voltaje colector emisor (Vce) máximo. Si se logró ya que al momento de colocar la tensión del colector emisor a su máximo valor el transistor dejaba de conducir. 4 Cuándo

se dice que un transistor está en saturación, ¿se logra en la práctica? • Un transistor en saturación tiene una corriente de colector (Ic) máxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo. Si se logra obtener la saturación ya que a 0 voltios en Vce la corriente del colector nos dio un valor de 1.8 mA. 5 Indique

la relación entre Ic e Ib que encontró en la práctica. Mientras mayor sea el valor de la corriente de base en su rango de micro ampere este da un valor mayor en la corriente del colector, claro variando siempre la tensión en colector emisor. CONCLUSIONES, OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones:  Se logró reconocer los terminales de un transistor con un multitester.  Se logró determinar los parámetros eléctricos de conductividad de un transistor.  Se logró determinar las características físicas y eléctricas de un transistor NPN  Se logró analizar las características de transistor NPN  Se logró realizar la curva de los transistor NPN  Se logró reconocer el funcionamiento en saturado y en corte de un transistor. Observaciones: Al momento de realizar el laboratorio se observó que al momento de que el voltaje colector emisor llegaba a su valor máximo (acercándose al valor de la fuente) este realizaba un corte de corriente evitando el paso, esto nos pareció extraño la primera ver pero siguiendo con el laboratorio nos dimos cuenta que podría ser el valor de corte. Recomendaciones: Al momento de realizar el primer ejercicio nos dimos cuenta que el valor de la corriente de la base no cambiaba mientras que el valor de la tensión Vce si variaba cada ver que se regulaba el valor de la corriente del emisor, y fue necesario tener que realizar solo variando la tensión Vce y dejando estática la corriente de la base.