caracteristicas de un transistor

7/31/2019 Caracteristicas de Un Transistor

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UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUCDEPARTAMENTO DE CIENCIAS BSICAS

FACULTAD DE INGENIERA

CARACTERISTICAS DE UN TRANSISTOR

Andrea Jaramillo. Fernando Castaeda. Francisco Guerrero. Luis Escobar.Rafael Olivo

Profesor(a): Elkin Travecedo. Grupo AN. 23-05-2012 Laboratorio Electrnica I, Universidad de la Costa, Barranquilla

ResumenEn el presente informe, se realiz eldesarrollo experimental de la prcticade laboratorio N6 (Caractersticas deun Transistor), donde se hizo utilidadde un circuito de regulacin de voltajede corriente alterna, conformado porun trasformador de voltaje, un puenterectificador, un diodo zener, variasresistencias y un capacitor, con lafinalidad de estudiar elcomportamiento de un sistema deproteccin para aparatos elctricos yelectrnicos sensibles a variacionesde diferencia de potencialo voltaje yruido existente en la corrientealterna de la distribucin elctrica.El procedimiento para el desarrollo de

la experiencia se hace efectivo,realizando la medicin del voltaje desalida del sistema con una variacinde la resistencia de carga, con lafinalidad de calcular e voltaje pico apico a travs del capacitor filtrador yla salida del sistema.

Palabras clavesDiodo Zener, puente rectificador,regulador de voltaje, transformador.

Resistencia de carga.

AbstractIn this report, was performed theexperimental development of thelab No. 5 (Regulator Zener),which made use of a control

circuit of AC voltage, comprising atransformer voltage, bridge rectifier, azener diode, several resistors and acapacitor, in order to study thebehavior of a protectionsystem for electrical and electronicequipment sensitive to changesin potential difference or voltage noiseon the AC power distribution.The procedure for developingexperience becomeseffective, making the measurement ofthe output voltage of the systemwith a variation of load resistance.Key wordsZener diode, bridge rectifier, Loadresistance, voltage regulator, andtransformer.

1. Introduccin

Un componente muy importante en laelectrnica y sus diversasaplicaciones es el diodo zener, el cualtiene un funcionamiento idntico a undiodo normal, de ser unsemiconductor que despus de pasarun voltaje de barrera deja circularcorriente elctrica en un solo sentido.

La diferencia o caracterstica delzener es de mantener en susterminales un voltaje de regulacin ovoltaje zener nominal, el cual nos diceque si en la fuente que lo alimentaflucta el voltaje, el zener siempre lomantendr igual a su voltaje deregulacin nominal.
http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial


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El zener es muy utilizado en fuentesde regulacin de voltaje ya que nosayuda a proteger equipos desobretensiones que se generan en lared de alimentacin. En el siguienteinforme de laboratorio estudiaremosel comportamiento del diodo zenercuando es sometido a una carga y esvariada dicha carga, se estudiara elcircuito mediante el osciloscopio y seobserva el tipo de onda y el tipo derizado dependiendo la carga.En la prctica desarrollada se hizouso de una fuente AC con la finalidadde regular y rectificar los voltajes deentrada en el circuito.

2. Objetivos

Analizar y comprender lascaractersticas principales de unTransistor y su principio defuncionamiento.Observar la polarizacin del

transistor para entender elcomportamiento de la corrienteJustificar con graficas, la relacinde la corriente en cuanto a laaplicacin del circuito dependiendode los componentes electrnicosque posee.

3. Fundamentos Tericos

3.1 ResistenciaUna resistencia o resistor es unelemento que causa oposicin alpaso de la corriente, causando queen sus terminales aparezca unadiferencia de tensin (un voltaje).

Las resistencias o resistores sonfabricadas en unaamplia variedad de valores.Hay Resistencias con valoresKilohmios (K) y Megaohmios (M).[1]

Grafica 1.

3.2 TransistorEl transistor, inventado en 1951, es elcomponente electrnico estrella, puesinici una autntica revolucin en laelectrnica que ha superadocualquier previsin inicial.

Con el transistor vino la

miniaturizacin de los componentes yse lleg al descubrimiento de loscircuitos integrados, en los que secolocan, en pocos milmetroscuadrados, miles de transistores.Estos circuitos constituyen el origende los microprocesadores y, por lotanto, de los ordenadores actuales.

Por otra parte, la sustitucin en los

montajes electrnicos de las clsicasy antiguas vlvulas de vaco por lostransistores, reduce al mximo lasprdidas de calor de los equipos.

Un transistor es un componente quetiene, bsicamente, dos funciones:


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Deja pasar o corta sealeselctricas a partir de unaPEQUEA seal demando.

Funciona como un elementoAMPLIFICADOR de seales.

Hay dos tipos bsicos de transistor:

a) Transistor bipolar o BJT (BipolarJunction Transistor)

b) Transistor de efecto de campo,FET (Field Efecto Transistor) ounipolar

En la siguiente grafica (2 y 3) seencuentran las simbologasesquemticas de los transistores deunin bipolar NPN y PNP

Grafica 2.

Transistor NPN: en este caso uncristal P est situado entre doscristales N. Son los ms comunes.

Grafica 3.

Transistor PNP: en este caso uncristal N est situado entre doscristales P

En cada uno de estos cristales serealiza un contacto metlico, lo queda origen a tres terminales:

Emisor (E): Se encarga deproporcionar portadores de carga. Colector (C): Se encarga derecoger portadores de carga.

Base (B): Controla el paso decorriente a travs del transistor. Es elcristal de en medio.

En la siguiente grafica (5) se observa

que los transistores tienen diversascaractersticas fsicas, peroconservan su funcionamiento. Haydiferentes modelos de transistores,pero los ms comunes en el mercadoson los siguientes:

Grafica 4.


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3.2.1. Polarizacin de unTransistor:

Se entiende por polarizacin deltransistor las conexiones adecuadasque hay que realizar con corrientecontinua para que pueda funcionarcorrectamente.

Si se conectan dos bateras altransistor como se ve en la figura, esdecir, con la unin PN de la base-emisor polarizada directamente y launin PN de la base-colectorpolarizado inversamente.Siempre que la tensin de la base-emisor supere 0,7 V, diremos que eltransistor est polarizado, es decir,que funciona correctamente.

En la siguiente grafica (5) se apreciala polarizacin de un transistor BJTEmisor comn. De esta manera perocon algunas caractersticas, los

transistores se polarizan.

Grafica 5.

3.3 PotencimetroEs un resistor cuyo valorde resistencia es variable. De esta

manera, indirectamente, se puedecontrolar laintensidad decorrienteque fluye por un circuito sise conecta en paralelo, o la diferenciade potencialal conectarlo en serie.Normalmente, los potencimetros seutilizan en circuitos de poca corriente.Para circuitos de corrientes mayores,se utilizan losreostatos, que puedendisipar ms potencia.El potencimetro es un instrumentoque se basa en el mtodo paradeterminar el voltaje entre dosterminales.

En la siguiente grafica (6) se apreciaun potencimetro convencional, consus tres terminales.

Grafica 6.

3.4. Fuente de alimentacin
http://es.wikipedia.org/wiki/Resistorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reostatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Reostatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistor


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Grafica 7.

Cuando trabajamos con circuitoselectrnicos, se requiere unanecesidad bsica que es proveer deuna fuente elctrica para quefuncione. Si esta toma de energa, elcircuito no servir de nada. Elpropsito principal de una fuente dealimentacin, es hacer entrega deuna o ms tensiones elctricas quepueden ser variables al circuito, conla suficiente capacidad para mantenerlas condiciones de operacin ideales.Hay muchos tipos de fuentes dealimentacin, y pueden ser detamao y formas variadas. Se puededecir que todos los dispositivoselectrnicos que conocemos tienenuno de estos aparatos integrados,desde nuestro televisor,microondas, hasta el ordenador que tenemos encasa.

Aunque cada fuente de alimentacintiene sus propias especificaciones ycaractersticas individuales, todasellas tienen ciertas cosas en comn.Veremos las partes principales de lasfuentes de alimentacin y comofuncionan todas juntas.

Una fuente de alimentacin bsicaconsiste en tres secciones bsicas.Dependiendo de los requerimientos

de cada dispositivo, las seccionespueden ser simples oextremadamente complejas. Cadaparte sirve para un o ms propsitos,y son los siguientes:

Transformador : En general, lacorriente continua presente en lastomas de electricidad de nuestrascasa, no es la adecuada para loscircuitos electrnicos. Muchos deellos necesitan un voltaje bastantemenor, mientras que otros requierenque sea mayor. El transformadorsirve para convertir la tensin AC(corriente alterna), a un nivel devoltaje ms apropiado para lasnecesidades del circuito. Al mismotiempo, tambin provee deaislamiento elctrico entre la lnea ACy el circuito que est siendoalimentado, lo cual es unaconsideracin de seguridadimportante.

Rectificador : El siguiente paso esforzar la corriente para que vaya enuna direccin, previniendoalteraciones que ocurren en eltransformador y la lnea AC. Esteproceso se conocecomo rectificacin , y el circuito querealiza la tarea es el rectificador. Hayconfiguraciones de rectificadores muydiferentes para ser usados ensituaciones muy distintas,

dependiendo de lo que requiera elcircuito. La salida del rectificador enuna voltaje DC (corriente continua),que todava conserva algunasvariaciones de la lnea AC y eltransformador.

Filtro : El voltaje DC del rectificadores generalmente no apropiado aun
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para dar carga al circuito. Es unatensin de pulsaciones quenormalmente varan de cero voltios alpico de salida del transformador. Porello, insertamos un circuito paraalmacenar energa durante cada picode voltaje, y entonces liberarlocuando ese pico vuelve a bajar. Estecircuito se llama filtro, y su trabajo esreducir las pulsaciones delrectificador a un voltaje menor.

4. Desarrollo Experimental

Para el desarrollo de estaexperiencia, se consta de lossiguientes materiales:

4.1 Equipos y Materiales

1 Resistencia de 470 W 1 Potencimetro de 100k

1 Transistor 2N3904 o 2N2222 1 Protoboard1 Fuente DC de alimentacin1 MultmetroCaimanes y Conectores

4.2 Procedimiento

1. Antes de seguir con estaprctica el estudiantepreviamente tuvo que haberInvestigado sobre el transistor,si ste es de Si o de Ge, si esNPN PNP, Pcmax, Icmax,Vcemax.

2. Arme el circuito mostrado.

Circuito 1.

Arme el circuito mostrado (Circuito 1.)y mida el Vi y Vo.

3. Ajustar R1 para obtener unvalor Ib = 5A

4. Ajustar V2 para obtener unvalor Vce = 2 V

5. Medir Ic y registrarlo en el lugarapropiado en la tabla

6. Incrementar el valor de Vce =4V

7. Medir Ic y registrarlo en el lugarapropiado en la tabla

8. Repetir los pasos 6 y 7 para losvalores de Vce dados en latabla hasta 15V

9. la fuente V2 en 0.0V

10. Ajustar R1 para obtener unvalor Ib = 10A

11. Repetir los pasos del 4 hasta el9 para completar las lecturas deIc

12. este procedimiento deincrementar Ib y Vce mientrasmide y registra Ic para losvalores dados en la tabla

13. Grficar:Las caractersticas de salida Ic vsVce


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Las caractersticas de transferenciasIb vs Ic. Adems determinar el betapromedio en la regin activa.

Tabla 1.

5. Clculos y desarrollo delprocedimiento

Clculos:

: Corriente de Colector

: Corriente de Base

6. Anlisis de los Resultados

Grfica 8. Ic-Ib

0

2

4

6

8

10

12

5 10 20 30 40 50 60

Ic (mA)

Ib (A)


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Grfica 9. Ic-Vce

Dependiendo el tipo de polarizacindel transistor, as variar la corrientey el voltaje.En la primera grfica,

En la segunda grfica se concluyeque el transistor se encuentra en suzona de saturacin y la corriente decolector es veces mayor que la debase. La ganancia calculada fue de

234,84 que se acopla a los valorestpicos incluidos en el rango de 100 a300. Por lo cual el error es mnimocomparando datos tericos conprcticos.

7. ConclusionesSe determin con xito el efectotransistor y

La ganancia, la cual fue: 148,08

Ahora se sabe que la ganancia esuna medida del factor en que eltransistor amplifica la seal de salida,respecto de la de entrada, con lamenor perdida de corriente posible.

Se concluye que los transistores sondispositivos semiconductores quepermiten el control y la regulacin deuna corriente mediante una sealrelativamente pequea.

Si la diferencia de potencial delelemento representado por un diodo(base-emisor), es mayor que la

tensin de juntura, ste conducir.

Si se aplica una fuente de tensin depolaridad adecuada a los terminalesbase-emisor se producir unacorriente de base Ib, determinada porla tensin de alimentacin, laresistencia de base Rb y laresistencia propia del diodo.

Se observa que la corriente delcolector IC depende en forma directade la corriente

IB de manera tal que:

Si no circula corriente por elcircuito base-emisor, tampococircula corriente por colector-emisor (la corriente Ic esprcticamente nula).

0

2

4

68

10

12

2 4 6 8 10 12 15

Ic (mA)

Vce (V)


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Cualquier cambio en lacorriente Ib se traduce comoun aumento (o disminucin) dela corriente IC.

Se puede afirmar que existe unarelacin proporcional entre lacorriente de base y la corriente decolector.

Por otra parte, tambin se observaque valores pequeos de corriente enla base producen una circulacin decorriente en el colectorapreciablemente mayor.

La caracterstica de control entrada-salida se especifica por medio de la

relacin entre las corrientes Ic e Ib,denominada ganancia (=IC/ IB).

Y por ltimo se concluye que eltransistor puede operar como unallave, donde los dos casos posiblesde operacin sern:

- El transistor como llaveabierta: si la corriente de basees nula, la corriente de colectorser prcticamente cero.

- El transistor como llavecerrada: A medida que se

aumenta la corriente de base,se incrementaconsecuentemente la corrientede colector hasta que se llegaa la zona de saturacin.

Bibliografa

[1] Consultado en:http://www.unicrom.com/Tut_resistencia.asp

(11:45 08/05/2012)[2] Consultado en:

http://www.unicrom.com/Tut_diodozener_.asp (11:49 08/05/2012)

[3] Consultado en:http://es.thefreedictionary.com/diodo (12:15 08/05/2012)

[4] Consultado en:http://es.wikipedia.org/wiki/Regulador_de_tensi%C3%B3n (01:05 08/05/2012)

[5] Consultado en:http://www.windows2universe.org/physical_science/physics/electricity/ voltage_transformers.html&lang=sp (01:05 08/05/2012)

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Anexos

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