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• Lalo Velasquez

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO – PUNO CAP: INGENIERIA ELECTRONICA

EXPERIENCIA N°05

´´TRANSISTOR BIPOLAR´´ I.INTRODUCCION: El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas, compuesto ya sea de dos capas de material de tipo ¨n¨ y una de tipo ¨p¨ o dos capas de material tipo ¨p¨ y uno de tipo ¨n¨. El primero se denomina transistor NPN en tanto que el último recibe el nombre de transistor PNP. Por ello en esta experiencia reconoceremos ambos tipos de transistores así como las características de polarización de los transistores bipolares.

II.INFORME PREVIO: A.RESPONDA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS CON PALABRAS SENCILLAS: 1. ¿Qué es un transistor BJT? Un transistor BJT (Bipolar Junctión Transistor) es un dispositivo de tres terminales, equivalente a dos diodos PN unidos en sentido opuesto (emisor, base, colector) y que también constituyen el elemento fundamental en multitud de aplicaciones que van de amplificación de señales, al diseño de circuitos lógicos digitales y memorias.

en este caso se denomina transistor pnp, o bien tener una zona tipo p con dos zonas tipo n a cada lado, en cuyo caso estaríamos hablando de un transistor npn.

2. ¿Cómo trabaja el transistor PNP?

Un transistor PNP las letras ´´P´´ Y ´´N´´ se refiere a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor consiste en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la

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fuente de alimentación a través de una carga eléctrica externa .Una pequeña corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el emisor hacia el colector la flecha del transistor PNP está en el terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.

3. ¿Cuáles son las tres zonas de funcionamiento del transistor?

Zona de saturación Zona activa Zona de corte

4. ¿Qué es el punto de saturación del transistor? ¿Cuál es la condición de saturación? El punto de saturación de un transistor en esta zona de trabajo las dos uniones del transistor están polarizadas en directa.

El diodo colector está polarizado directamente y es transistor se comporta como una pequeña resistencia. En esta zona un aumento adicionar de la corriente de base no provoca un aumento de la corriente de colector, ésta depende exclusivamente de la tensión entre emisor y colector. El transistor se asemeja en su circuito emisor-colector a un interruptor cerrado. corriente de colector ≈ corriente de emisor = corriente máxima, (Ic ≈ Ie = Imáx).

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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, ver Ley de Ohm. Se presenta cuando la diferencia de potencial entre el colector y el emisor desciende por debajo del valor umbral VCE, sat. Cuando el transistor esta en saturación, la relación lineal de amplificación Ic=β·Ib (y por ende, la relación Ie=(β+1)·Ib ) no se cumple. De forma simplificada, se puede decir que la unión CE se comporta como un cable, ya que la diferencia de potencial entre C y E es muy próxima a cero. 5. ¿Qué es el punto de corte del transistor? ¿Cuál es la condición para el corte? El punto de corte de un transistor está delimitada por la curva con IE

El hecho de hacer nula la corriente de base, es equivalente a mantener el circuito base emisor abierto, en estas circunstancias la corriente de colector es prácticamente nula y por ello se puede considerar el transistor en su circuito C-E como un interruptor abierto.

Un transistor está 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,

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no hay caída de voltaje, ver Ley de Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0).

De forma simplificada, se puede decir que el la unión CE se comporta como un circuito abierto, ya que la corriente que lo atraviesa es cero. 6. ¿Qué es el punto quiescente ¨punto Q¨ o punto de operación del transistor? Las fuentes de alimentación cubren dos objetivos: proporcionar las corrientes y tensiones en continua necesarias para que el transistor opere en la región lineal y suministrar energía al transistor de la que parte de ella va a ser convertida en potencia (amplificación). Los valores de corrientes y tensiones en continua en los terminales de un transistor se denomina punto de trabajo y se suele expresar por la letra Q (Quiescent operating point). (unicrom)

7. ¿A que se denomina saturación fuerte? Saturación es el momento en el el transistor deja de cumplir muchas de las normas y ecuaciones y se comporta básicamente como un “interruptor” controlador por corriente. La peculiaridad de los transistores BJT es que se controlan mediante corriente, es decir, nos podemos olvidar un poco del típico razonamiento de tensiones, casi todos al principio de nuestra carrera en la electrónica pensamos que si alimento a una bombilla con su tensión nominal (imaginemos 12v) la bombilla se encenderá, pero que ocurre si no proporcionamos la corriente suficiente, pues que no se encenderá. Por tanto a partir de ahora vamos a pensar en corrientes para entender el funcionamiento de un BJT.(rinconingenieril)

8. ¿Qué determina la ubicación del punto del punto Q en la recta de la carga?

Al aplicar la 2ª Ley de Kirchhoff a la malla formada por la tensión de alimentación, resistencia de colector, colector y emisor, se obtiene la relación

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entre la corriente de colector y la tensión colector – emisor, dependiendo de la resistencia de carga (Rc).

Refleja todos los puntos posibles de funcionamiento que pueden darse cumpliendo la ecuación de malla del colector.

Para definir la recta de carga, se hallan los dos puntos de dos puntos de intersección de la recta con los ejes.

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9. ¿Mencione los tipos de configuración del transistor? Configuración en emisor común Configuración en colector común Configuración base común

B.CONCEPTUALIZE LO SIGUIENTE: 1. Polarización por divisor de tensión Este tema es una continuación del anterior, por ello primeramente vamos a hacer un breve resumen de lo visto anteriormente para situarnos mejor en el tema.

2. Polarización de ed con retroalimentación de voltaje

Podemos obtener mejor nivel de estabilidad al introducir una trayectoria de retroalimentación desde el colector a la base. En el punto Q no es completamente independiente de beta, la sensibilidad ante cambios en beta o variaciones de temperatura es normalmente que la que se encuentra en las configuraciones de polarización fija. (prezi).

3. El alfa y beta de los transistores El alfa en los transistores el modo cd los niveles de Ic e Ie originados por los portadores mayoritarios están relacionados por una cantidad

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llamada alfa definida por la siguiente ecuación:

donde Ie son los niveles de corriente en el punto de operación. Aun cuando las características de la figura indican que 𝛼= 1, para dispositivos prácticos por lo regular alfa va de 0.90 a 0.998, con la mayoría de los valores acercándose a la parte alta del intervalo. Como la definición de alfa es válida sólo para los portadores mayoritarios, la ecuación:

Para las características cuando Ie=0 mA, Ic es, por consiguiente, igual a Icbo; pero, como antes se mencionó, el nivel de Icbo , casi siempre es tan pequeño que virtualmente no puede ser detectado en la gráfica . En otras palabras, cuando Ie=0 mA en la figura, Ic también aparece como 0 mA con el intervalo de valores deVcb. Para situaciones de ca, donde el punto de operación cambia de lugar en la curva de las características, un alfa de ca se define como:

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Beta en el modo de cd los niveles de Ic e Ib están relacionados por una cantidad llamada beta y definida por la siguiente ecuación:

4. Relación entre alfa y beta

En un transistor bipolar uno de los aspectos más interesantes para su análisis y uso es el conocer las relaciones existentes entre sus tres corrientes (IE, IB e IC). En la ecuación I tenemos una primera relación. Otras relaciones se pueden obtener definiendo una serie de parámetros dependientes de la estructura del propio transistor.

Definimos los parámetros α y β (de continua) como la relación existente entre la corriente de colector y la de emisor, o la de emisor y la de base, es decir: α=

𝐼𝐶 𝐼𝐸

β=

𝐼𝐶 𝐼𝐵

(𝐼𝐼)

Operando podemos relacionar ambos parámetros de la siguiente forma:

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β=

𝐼𝐶 𝐼𝐶 𝐼𝐶 𝛼 = = = 𝐼𝐸 𝐼𝐸 − 𝐼𝐶 𝐼𝐸(1 − 𝐼𝐶/𝐼𝐸) 1 − 𝛼

En general el parámetro α será muy próximo a la unidad Como valores típicos se tiene 0,9 < α < 0,99 (la corriente de emisor será similar a la de colector) y el parámetro β tendrá un valor elevado (normalmente > 100).

C. GRAFIQUE LO SIGUIENTE: 1. Grafique las curvas Ic vs Vcc ¨recta de carga ¨ para el transistor 2N2222 (remítase

a la hoja de características ¨datasheet¨ del transistor 2N2222). El transistor que usaremos en el laboratorio es el 2N2222A, con las siguientes características:

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2. Simbología del transistor NPN ,PNP

D.MATERIALES:  01 generador de funciones  01 osciloscopio  01 multímetro  02 Resistencia : 1.5 K ohm , 7 K ohm, 4 K ohm, 3Kohm ,220Kohm, 1Kohm (todas ¼ de watts )  01 potenciometro de 100Kohm 

03 condensador 47uF (electrolitico)



01 transistor tip 47

BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA:  Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos décima edición autor

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Robert l. boylestad  Wikipedia transistores      

https://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_unión_bipolar mdgomez.webs.uvigo.es/DEI/Guias/tema5.pdf juliodelgado.galeon.com/ unicrom.com/transistor-bipolar-o-bjt-npn-pnp www.profesormolina.com.ar/tutoriales/trans_bipolar.htm http://www.onsemi.com/pub/Collateral/P2N2222A-D.PDF