• Categories
• Transistor de unión bipolar
• Transistor
• Componentes eléctricos
• Fuerza
• Dispositivos semiconductores

Citation preview

PRACTICA Nº 6

SEGUIDOR DE VOLTAJE BJT 1. CONOCIMIENTO TEÓRICO REQUERIDO. El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction Transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja. Los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica digital, como la tecnología TTL o BICMOS. Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:   

Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga. Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector. Colector, de extensión mucho mayor.

Tipos de Transistor de Unión Bipolar NPN

El símbolo de un transistor NPN. NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de operación. Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es amplificada en la salida del colector. ELECTRONICA BASICA I – LABORATORIO #6

Página 1

La flecha en el símbolo del transistor NPN está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo. PNP El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias.

El símbolo de un transistor PNP. Los transistores PNP consisten 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 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 en el 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 2. OBJETIVO DE APRENDIZAJE: El estudiante deberá ser capaz de: Analizar el funcionamiento de un circuito seguidor BJT. Obtener la gráfica de la característica de transferencia del seguidor BJT. Calcular la relación entre la corriente sobre la carga y la corriente suministrada por la fuente de señal. 3. MATERIALES Y EQUIPO.  1 Fuente de alimentación DC doble  1 Osciloscopio  1 Generador de señales  1 Multímetro  1 Transistor 2N3643  2 resistencias

ELECTRONICA BASICA I – LABORATORIO #6

Página 2

4. PROCEDIMIENTO. EXPERIENCIA Nº 6.1. Calcular el valor mínimo y máximo en el voltaje de entrada VIN de modo que el transistor BJT se encuentre en su región activa.

Obtener la característica de transferencia VOUT=f (VIN) completa, para el circuito seguidor de voltaje BJT de la figura 1. Variando el voltaje de entrada desde el valor Vin (mínimo) hasta el valor Vin (máximo) cada 0,5 V, ello llenar la siguiente tabla: # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Vin 0.7 1.2 1.7 2.2 2.7 3.2 3.7 4.2 4.7 5.2 5.7 6.2 6.7 7.2 7.7 8.2 8.7 9.2 9.7 10.2 10.7 11.2 11.7 12.2

Vo (teórico) 0.2 0.67 1.14 1.63 2.1 2.6 2.12 3.6 4.05 4.55 5.1 5.64 6.12 6.56 7.05 7.58 8.09 8.53 9.02 9.54 10.03 10.6 11.04 11.52

Vo (Lab.) 0.23 0.69 1.17 1.65 2.14 2.62 3.13 3.61 4.08 4.57 5.13 5.65 6.15 6.58 7.1 7.61 8.12 8.58 9.06 9.6 10.06 10.62 11.08 11.57

ELECTRONICA BASICA I – LABORATORIO #6

Página 3

EXPERIENCIA Nº 6.2. En el circuito de la Figura 1 fijar Vin en el valor medio calculado en la primera parte y aplicar una señal de voltaje a la entrada conectando el generador en serie con la fuente de alimentación Vin, esta señal será senoidal de 500 Hz con amplitud y polarización apropiadas (empleando el generador de señales) de modo que esta se encuentre entre el valor máximo y mínimo calculados en la 1ra.Parte.



Sobre este circuito y con ayuda del osciloscopio, obtener una gráfica del voltaje de salida V OUT su amplitud pico a pico y su componente CD.

ELECTRONICA BASICA I – LABORATORIO #6

Página 4



Empleando ambas puntas de osciloscopio, obtener la gráfica de la componente de AC V OUT sobre la de VIN.



Colocar el osciloscopio en el modo X-Y y obtener la relación de transferencia entre VOUT y VIN [VOUT=f (VIN)]

ELECTRONICA BASICA I – LABORATORIO #6

Página 5

EXPERIENCIA Nº 6.3. Aumentar la amplitud de VIN de modo que la señal resultante sobrepase los voltajes máximos y mínimos obtenidos en la 1ra. Parte en un mínimo de 1V y con el osciloscopio en el modo de trazado X-Y, obtener la relación de transferencia entre VOUT y VIN [VOUT=f(VIN) ] bajo estas condiciones de VIN.

EXPERIENCIA Nº 6.4. Calcular la relación entre la corriente de salida iOUT y la corriente de entrada iIN (ganancia de corriente de circuito) cuando el transistor BJT se encuentre en la región activa. ¿Es esta relación constante para cualquier valor de VIN dentro de la región activa? −6.5 + 𝑖𝐵 𝑅𝐵 + 𝑉𝐵𝐸 + 𝑖𝐸 𝑅𝐸 = 0 𝑖𝐵 =

10𝑥103

6.5 − 0.7 + (168 + 1)10𝑥103

𝒊𝑩 = 𝟑. 𝟒𝟏[𝝁𝑨] → 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒅𝒂

ELECTRONICA BASICA I – LABORATORIO #6

Página 6

𝑖𝐸 = (𝛽 + 1)𝑅𝐸 = (168 + 1)3.41𝑥10−6 𝒊𝑬 = 𝟎. 𝟓𝟑[𝒎𝑨] → 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒔𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂 ∆𝐼 =

𝐼𝑜 𝑖𝐸 0.53𝑥10−3 = = 𝐼𝑖 𝑖𝐵 3.41𝑥10−6 ∆𝑰 = 𝟏𝟓𝟓. 𝟒𝟐

5. CUESTIONARIO. ¿Cuál es la ganancia aproximada del seguidor de voltaje? Resp: La ganancia de un transistor BJT seguidor de voltaje es aproximado a 1. ¿Cuál es la característica principal de este circuito en cuanto a las impedancias? Resp: Tiene una alta impedancia de entrada y baja de salida. 6. CONCLUSIONES. Se pudo realizar satisfactoriamente el Laboratorio sobre del seguidor de Voltaje de un transistor BJT, pudiendo ver todo el comportamiento de dicho componente, además podemos verificar todos los valores medidos en laboratorio con los valores teóricos calculados previamente. 7. RECOMENDACIONES.  Verificar que todos los materiales y equipos estén funcionando adecuadamente para poder realizar el laboratorio.  Conectar los cables de fuentes de los diferentes equipos y tener mucho cuidado con su amperaje.  Tener mucho cuidado con el manejo del osciloscopio y el generador de señal porque puede llegar a quemarse.

ELECTRONICA BASICA I – LABORATORIO #6

Página 7