TERCER LABORATORIO DE ELECTRONICA

10,060 views

Published on

2 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • http://hackerdelnorte.blogspot.com/
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Please visit this site
    Hackerdelnorte.blogspot.com
    And leave your comments.
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Views
Total views
10,060
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
820
Actions
Shares
0
Downloads
220
Comments
2
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

TERCER LABORATORIO DE ELECTRONICA

  1. 1. Electrónica I –Laboratorio #3 1 Estudio de las características de un transistorResumen: Por medio de la siguiente práctica podremosanalizar los funcionamientos y las distintas características II. PRACTICA 4 INCISOS A,B,C,D.de los transistores, así como la clasificación entre ellos ysus más marcadas diferencias. A. Reconocimiento del transistor BJT.Index Terms— Palabras Claves. Transistor, NPN, PNP, corte,saturación, activa, MOSFET, BJT. En primer instante utilizamos el transistor 2N3904 su descripción física se comentara a continuación. Es un dispositivo semiconductor I. INTRODUCCION. físicamente es negro y posee tres terminales, según uso general se encuentra catalogado paraEn esta práctica analizaremos toda la teoría de amplificar pequeñas señales. Este es un transistorlos transistores, como los BJT y los MOSFET. NPN, se constato de manera práctica en elAquí se lograra ver la diferencia de ambos laboratorio con ayuda del multimetro.transistores debido a que los BJT son Colocamos el multimetro en la función detransistores de unión bipolar y los MOSFET son diodos, luego colocamos el negativo en la base ytransistores de efecto de campo. colector, nos dimos cuenta que marcaba una tensión de alrededor de 0.6. Así mismo ocurrióPrimero se realizara el estudio de las cuando el negativo lo colocamos en el emisor ycaracterísticas de cada uno de los transistores el positivo en la base. Por ultimo colocamos elutilizados en las practicas, Por ejemplo, sus negativo en la base y el positivo primero en elterminales, si son NPN o PNP, etc. También se colector y luego en el emisor y no marco nada.tratara muy específicamente en los BJT sus tres Según lo anterior podemos darnos cuenta segúnmodos de operación, corte, activo y saturación. la teoría de diodos que de base a colector o aEn donde el corte las uniones Emisor-base, emisor se encuentra en polarización directa. Y alColector-base se encuentran polarizadas contrario están en inversa.inversamente. En modo activo se usaprincipalmente como amplificador de señales. El reconocimiento de las tres terminales sonEn modo de saturación ambas uniones se características dadas por el fabricante así queencuentran polarizadas inversamente y las tenemos que remitirnos a la hoja del fabricantecorrientes de colector y emisor son máximas. obtenida del sitio Web: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchEn la última práctica se realizara el análisis de ild/2N3904.pdf. En esta colocan al transistorlos transistores de efecto de campo MOSFET. boca arriba, es decir la forma circular arriba y loAquí se entablaran las diferencias que existen miran con las terminales de frentes colocadas aentre estos y los BJT. Al igual que los anteriores la izquierda de la siguiente maneratambién se le reconocerá sus terminales: Fuente,drenaje, compuerta y sustrato o cuerpo. Porúltimo se analizaran las distintas regiones deoperación de los MOSFET que son la región decorte, la de tríodo y la de saturación.
  2. 2. Electrónica I –Laboratorio #3 2 Figura 1. Transistor 2N3904 Los datos mas importantes de la hoja delLas hoja del fabricante nos proporciona su fabricante son los voltajes entre cada una de lasmáxima corriente que son 200 mA, 40 V en la terminales así como la máxima corriente quetensión colector- emisor, de colector –base 60 V soporta.y de emisor-base 6 V. Tabla 2. Características del 2N3906 Tabla 1. Características del 2N3904 B. Polarización con una fuente.Para el transistor 2N3906 podemos describir suscaracterísticas físicas como similares a las del En la primera práctica de polarización con una2N3904. La única diferencia es que es un sola fuente se trabajo con el transistor 2N3904,transistor PNP, lo constatamos con el método aquí. Primero se procedió a realizar el siguienteutilizado en el anterior transistor, probando de montaje con la ayuda de nuestras herramientasqué manera marcaba la prueba de diodo básicas.polarización directa. En este encontramos quemarca una tensión cercana a los 0.6 V cuando elnegativo del multimetro se coloca en la base y elpositivo primero en el colector y después en elemisor.El saber cuales eran las terminales se obtuvo pormedio de hoja del fabricante con la siguienteimagen que es un instructiva para localizar lasterminales, aunque por lo general siempre selocaliza la base del transistor en el medio, esdecir, la que se encuentra justo entra las otrasterminales. Figura 3. Transistor 2N3904 Después de haber realizado el montaje se dispone de la toma de valores con ayuda del multimetro para esto se tiene en cuenta todas las recomendaciones pertinentes. Se hallaron los siguientes valores. Vth V. R1 V. Re V. B-E V. C.-B. V. C.-E (V) (V) V. Rc (V) (V) (mV) (V) (V) Figura 2. Transistor 2N3906 0,5 11,98 0,003 0,0195 515 11,47 11,97
  3. 3. Electrónica I –Laboratorio #3 3 1,002 10,99 0,5345 0,3498 644,3 10,45 11,1 7,2E-05 0,012305 0,012826 0,959385 170,8316 1,506 10,49 1,259 0,8527 663,1 9,234 9,904 8,85E-05 0,014115 0,01463 0,964823 159,4915 2,014 9,984 2 1,425 673,1 7,975 8,66 9,66E-05 0,01606 0,016381 0,980375 166,2526 2,535 9,461 2,759 1,946 680,4 6,696 7,386 0,000208 0,01763 0,017722 0,994796 84,59693 3,012 8,87 3,502 2,427 687,4 5,445 6,14 3,513 8,647 4,203 2,921 693,7 4,261 4,964 Tabla 4. Continuación Polarización una fuente 2N3904 4,003 7,972 4,922 3,463 701,2 3,038 3,756 De las anteriores dos tablas podemos identificar 4,5 7,47 5,646 3,95 707,7 1,83 2,543 las regiones de corte, activa y saturación del 5,033 6,932 6,424 4,423 715,8 0,5154 1,232 transistor. De la región de corte vemos que 5,501 6,469 7,052 4,785 735,8 0,3650 0,1509 pertenece a los primeros rangos del voltaje Thevenin cuando este es cercano a 0 ya que no Tabla 3. Polarización una fuente 2N3904 esta circulando corriente por el transistor y produce que Vcb no supere los 0.4 para estar en región activa. Entre 0.5V y 1V vemos que laComo la próxima tabla requería el calculo de las diferencia de tensión entre el colector y la basecorrientes se calculo cada una de ellas, excepto van superando los 0.4 V. Por los últimos valoresla de base, dividiendo la tensión obtenida en los vemos que el transistor entra en región deresistores de colector y emisor entre sus saturación ya que la tensión del colector conrespectivos valores de resistencia, I=V/R. respecto a la base es menor que 0.5 V debido aDespués de obtener las corrientes de cada una de un aumento de la corriente de base y colector.las terminales del transistor se prosiguió a hallar Esto produce el forzamiento de un β y que laα y β que son los la ganancia de corriente de tensión entre colector y emisor se mantengabase y emisor común respectivamente. Estos cercana a 0.2 V.valores se hallaron con la formula α=Ic/Ie; y β=Ic/Ib. Recordemos que el α debe ser cercano a 1 A continuación se expondrán los valorescuando se encuentre en activa ya que la obtenidos para el transistor 2N3906 que es unidealización de un transistor es que la corriente transistor PNP. La descripción del este montajedel colector sea igual al de emisor, por eso es es prácticamente igual al de 2N3904, lo únicoque esta ganancia oscila entra valores de 0.98 a que varia en el montaje es el manejo de la fuente0.998. Por otro lado se en los resultados de β se de DC con tensiones negativas debido a que elobtiene rangos cercanos al 150, aunque esto transistor es PNP y para que pueda estar envaria según la temperatura y la fabricación del región activa la tensión maneja da entre colectortransistor. En la resolución de ejercicios se y base debe ser menor a 0.4 V.estima un β igual a 100. Estas dos ganancias seencuentran relacionadas con la siguiente formulaα= β/ (β+1). Ib (A) Ic (A) Ie (A) α β 0 7,5E-06 7,22E-05 0,103846 - 8,57E-06 0,001336 0,001296 1,031411 155,9764 1,86E-05 0,003148 0,003158 0,996628 169,5851 2,91E-05 0,005 0,005278 0,947368 171,5737 3,61E-05 0,006898 0,007207 0,957002 191,0665 5,13E-05 0,008755 0,008989 0,97398 170,6628 6,23E-05 0,010508 0,010819 0,971251 168,5921
  4. 4. Electrónica I –Laboratorio #3 4 Figura 4. Montaje 2N3906. menor a la de utilizada en la polarización anterior. Vth V. R1 V. Rc V. Re V. B-E V. C.-B. V. C.-E (V) (V) (V) (V) (mV) (V) (V) -0,51 -11,56 -0,001 -6E-05 -507 -11,56 -12,06 -1,05 -11 -0,773 -0,388 -561,8 -10,43 -11,1 - 1,512 -10,53 -1,234 -0,831 -679,6 -9,33 -9,99 - 2,005 -10,04 -1,95 -1,311 -690,4 -8,111 -8,811 - 2,514 -9,544 -2,702 -1,815 -698,5 -6,846 -7,553 -3,05 -9,007 -3,48 -2,342 -706,4 -5,529 -6,245 - 3,514 -8,537 -4,154 -2,797 -713,4 -4,392 -5,114 - - 4,016 -8,03 -4,883 -3,393 720,17 -3,152 -3,88 - 4,509 -7,534 -5,598 -3,779 -728,1 -1,941 -2,675 Figura 5. Dos fuentes 2N3904. - 5,513 -7,022 -6,332 -4,277 -737,1 -0,7011 -1,438 Primero se trabajo para la realización del anterior - 5,553 -6,525 -7,035 -4,761 -752,5 0,5074 -244,7 montaje. En este montaje se utilizo en 2N3904, la fuente ubicada en el resistor de colector Vcc Tabla 5. Polarización una fuente 2N3906 estaba fija con una tensión de 12V , y Vee se variaba de -15V a 0V con una escala de -1 V. VEE V. B-E V. C-B V. C-E (V) V. Rb (V) V.Rc (V) Re (V) (mV) (V) (V) Ib (A) Ic (A) Ie (A) α β -15 -3,604 16,11 10,48 800 -6E-01 0,196 0 1,78E-03 0 - - -13,96 -3 15,41 10,14 792 -0,581 0,205 5E-06 1,37E-03 1,39E-03 0,9856 2,74E+02 -12,93 -2,424 14,69 9,742 784,9 -0,551 0,22 1E-05 2,90E-03 2,98E-03 0,9732 2,56E+02 -11,85 -1,843 13,9 9,275 774,9 -0,383 0,387 2E-05 4,76E-03 4,80E-03 0,9935 2,44E+02 -10,94 -1,404 13,12 8,796 763,5 0,624 1,3 3E-05 6,54E-03 0,0066 0,9953 2,35E+02 -9,93 -1,173 11,86 8,006 750,7 1,56 2,305 4E-05 8,49E-03 8,52E-03 0,9955 2,15E+02 -8,933 -1,01 10,56 7,178 736,9 2,584 3,325 5E-05 1,00E-02 1,01E-02 0,9953 2,00E+02 -8,007 -0,877 9,374 6,396 728,6 3,614 4,362 6E-05 0,0122 0,0126 0,9714 1,92E+02 -7,026 -0,7423 8,12 5,56 719,6 4,749 5,493 8E-05 0,014 0,014 0,9999 1,75E+02 -6,026 -0,6165 6,833 4,694 712,4 5,896 6,618 0,0001 0,0158 0,0158 0,9993 1,58E+02 -4,983 -0,491 5,504 3,784 704,5 7,1 7,83 0,0001 0,0176 0,0176 0,9974 1,45E+02 -3,95 -0,373 4,177 2,936 699,9 8,29 9,011Tabla 6. Continuación Polarización una fuente 2N3906 -2,945 -0,2597 2,893 1,992 693,4 9,46 10,15 -2,027 -0,157 1,72 1,183 686,2 10,51 11,22 -1,049 -0,0471 0,4965 0,344 662,7 11,62 12,3C. Polarización con dos fuentes. 0 0 12 0 0 12,08 12,08Este caso el circuito se alimenta con dos voltajes Tabla 7. Polarización dos fuentes 2N3904DC uno en el resistor de colector y otro en elresistor de emisor, para el caso de esta polariza Luego se hallaron las corrientes de las terminalesla resistencia Thevenin de la base debe ser dividiendo la tensión de las resistencias de las terminales entres sus respectivas resistencias. Y
  5. 5. Electrónica I –Laboratorio #3 5por ultimo se hallaron α y β con las formulas ya 8,012 -0,9005 -9,28 -6,29 -0,7895 -3,594 -4,335dadas. 8,987 -1,07 -10,45 -7,092 -0,795 -2,62 -3,431 10,019 -1,305 -11,572 -7,881 -0,7995 -1,711 -2,528 Ib Ic Ie α β 11,012 -1,543 -12,672 -8,632 0,8045 -0,8624 -1,66-0,0005 0,0403 0,0388 1,03762 74,87305771 12,01 -1,82 -13,761 -9,362 -0,8094 -0,657 -0,8751-0,0004 0,0385 0,0376 1,02581 86,03916667 13,015 -2,48 -14,712 -10,012 -0,8132 0,5441 -0,2692-0,0004 0,0367 0,0361 1,01784 101,5088696 13,981 -2,693 -14,97 -10,424 -0,8149 0,5874 -0,2273-0,0003 0,0348 0,0344 1,01159 126,3293543 15,017 -3,32 -15,91 -10,87 -0,8182 0,6019 -0,2163-0,0002 0,0328 0,0326 1,00682 156,5242165-0,0002 0,0297 0,0297 0,99994 169,3563512 Tabla 9. Polarización dos fuentes 2N3904-0,0002 0,0264 0,0266 0,99303 175,1287129-0,0001 0,0234 0,0237 0,98928 179,0359179 Ib Ic Ie α β-0,0001 0,0203 0,0206 0,98579 183,2278055 0 0 0 - - -9E-05 0,0171 0,0174 0,98259 185,6492295 4E-05 0,001 0,0011 0,98566 29,08472803 -7E-05 0,0138 0,014 0,98182 187,7637475 2E-05 0,0043 0,0043 0,9921 270,2227488 -6E-05 0,0104 0,0109 0,96031 187,5730563 3E-05 0,0076 0,0076 0,99439 252,6723277 -4E-05 0,0072 0,0074 0,98031 186,5912591 4E-05 0,0107 0,011 0,97989 239,2777593 -2E-05 0,0043 0,0044 0,9814 183,5031847 6E-05 0,014 0,0141 0,99401 217,6285329 -7E-06 0,0012 0,0013 0,97424 176,5684713 8E-05 0,0171 0,0172 0,99572 201,7951648 0 0,03 0 - - 0,0001 0,0202 0,0203 0,99228 186,684156 0,0001 0,0232 0,0233 0,99587 172,6152138Tabla 8. Continuación Polarización dos fuentes 2N3904 0,0002 0,0261 0,0263 0,99461 163,5864486 0,0002 0,0289 0,0292 0,99113 148,5295019 0,0002 0,0317 0,032 0,99092 137,5605962Se identifican de igual manera que en la 0,0003 0,0344 0,0347 0,99217 126,6465659polarización de una sola fuente las regiones quese encuentra el transistor. En análisis y 0,0004 0,0368 0,0371 0,99187 99,36532258resultados ampliaremos las diferencias entra 0,0004 0,0374 0,0386 0,96937 93,11084293estos dos tipos de polarización. 0,0005 0,0398 0,0403 0,98797 80,2688253A continuación se indicaran los valores del Tabla 10. Continuación Polarización dos fuentesanálisis de polarización con dos fuentes con el 2N39062N3906. VEE V. B-E V. C-B V. C-E D. Análisis en AC (V) V. Rb (V) V.Rc (V) Re (V) (mV) (V) (V) 0 0 0 0 0 -12 -12 En este punto analizamos el siguiente montaje 1,05 -0,239 -0,415 -0,2842 -0,6943 -11,5 -12,245 que incluye la alimentación con una tensión AC. 2,07 -0,1055 -1,702 -1,158 -0,7325 -10,345 -11,096 3,04 -0,2002 -3,02 -2,05 -0,7496 -9,175 -9,925 3,93 -0,3008 -4,297 -2,96 -0,7609 -7,978 -8,7355,032 -0,4302 -5,59 -3,796 -0,7697 -6,8 -7,595,963 -0,5688 -6,852 -4,645 -0,7769 -5,7 -6,4787,021 -0,7243 -8,072 -5,491 -0,7787 -0,4636 -5,417
  6. 6. Electrónica I –Laboratorio #3 6 pero a su será mas eficiente debido a que podemos tener una ganancia mas amplia. Otra diferencia radica en una mayor Rth en la polarización de dos fuentes para una mayor estabilidad, las otras resistencias se dejan a criterio para que el transistor trabaje en la región que el diseñador desee. Podemos decir que el resistor de colector debe ser grande para que el transistor trabaje en región activa y no halla algún tipo de problema en la tensión entre el receptor y la base. Por otro lado el resistor Figura 6. Regulador de tensión ubicado en el emisor, o la retroalimentación negativa cuando se trabaja el emisor a tierra, esSe procedió a montar el circuito de la figura, decir, emisor común, debe ser pequeñautilizando un transistor 2N3904, un potenciómetro comparado con los resistencias de colector yde 1kΩ ajustado a 400Ω para Rc, una resistencia base.de 270Ω para Re y un potenciómetro de 10kΩajustado a 6.7kΩ para Rb. Para la señal de entrada Para el análisis AC se debe tener en cuenta quese ajusto el generador de señales, una onda la función senoidal con una tensión pico -pico desinusoidal con alguna frecuencia cualquiera en el 2V aplicada en la rama de la base debe serorden de los kHz, un voltaje pico-pico de 2V y una amplificada por el circuito. Para esto se alimentaseñal DC de 4V. La salida mostrada debe tomarse el circuito con una tensión en DC por la rama delen el colector. Es necesario introducir una señal colector para que se obtenga una ganancia yDC, para poder tener una corriente de base, debido lograr una señal con más nivel de tensión. Paraa que en una onda seno el nivel DC es 0, así se esto también se tiene que aumentar el nivel depolariza el transistor. offset del generador de señales para obtener el resultado requerido. IV. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES V. REFERENCIASEste laboratorio nos permitió constatar toda lateoría base para circuitos que incluyen .transistores. Como de manera de inicio vimos el SEDRA, Adel; SMITH, Kenneth.reconocimiento de este dispositivo, nuestra Circuitos Microelectrónicos. 5ª Ed. McGrawfamiliarización con este para esto debimos HIll. Mexico 2006.identificar previamente sus terminales saber si Julio A. Maldonado, Nadime I.era PNP o NPN, y además consultar la hoja del Rodríguez. Colaboración de Ing. Mauriciofabricante. Como un paso más avanzado Pardo. Manual de guías de Laboratorio.trabajamos en lo que respecta a las diversas Electrónica I.. Universidad del Norte.maneras de polarizar un transistor para esta Malvino, Albert. Zbar, Paul. Miller,práctica utilizamos dos, la primera que era la Michael A. Practicas de electrónica. 7ª Edición.polarización con una fuente y la otra con dosfuentes. Para incursionar mas sobre cuales son .sus diferencia podemos nombrar el bajo costo yla facilidad de polarizar con una fuente asi comodebemos tener en cuenta para esta polarizaciónque la tensión en la base debe ser mucho mayorque la tensión manejada entra base y emisor,mientras la de dos fuente requiera mas inversión

×