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Esp. ROBERT PORTOCARRERO GAMBOA

2015

Laboratorio de Electrnica Anloga I Lic. Robert Portocarrero Gamboa

2

CENTRO COLOMBIANO DE ESTUDIOS PROFESIONALES

TECNOLOGA ELECTRNICA

LABORATORIO DE ELECTRNICA ANLOGA I

LABORATORIO 1: Manejo del OSCILOSCOPIO

OBJETIVOS:

1. Identificar los controles de un osciloscopio. 2. Aprender a usar el osciloscopio

MATERIALES

Fuente de voltaje dual,

Osciloscopio

Generador de seal

Multmetro (Tester) y Protoboard

Cables de conexin (Caimanes)

a W.

MARCO TEORICO

1. Cules son los valores caractersticas principales de una seal alterna? 2. Qu es un Osciloscopio? 1. Cmo se clasifican los controles del osciloscopio? 2. Cul es el proceso de Preparacin de un Osciloscopio para efectuar medidas? 3. Cul es la funcin del control Rotatin? 4. Cul es la funcin del Selector de acoplamiento? 5. Cul es la funcin del Selector de modo vertical? 6. Cul es la funcin del control Source? 7. Cul es la funcin del control de Acople? 8. Qu funcin cumple: los selectores Volt/Div, Time/Div

PROCEDIMIENTO

1. Aplicar el proceso de Preparacin de un Osciloscopio para efectuar medidas. (Gua del osciloscopio pgina 7) 2. Calibre el osciloscopio. Conectar los terminales de entrada vertical del osciloscopio a la salida del calibrador de

tensin del mismo (Figura 1).

3. Comprobar que la seal de salida, corresponda a una seal cuadrada y variar los controles Volts/Div y Times/Div. La forma de onda de calibracin aparecer cuando los atenuadores verticales (Volts/Div) y horizontales (Times/Div) estn

correctamente ajustados.

Figura 1


3

4. Monte el circuito de la figura 2

5. Aplicar una serie de voltajes conocidos al osciloscopio. Coloque el control Volts/Div en 2 y medir con el osciloscopio

(Gua del osciloscopio pgina 4) y el tester. Llenar la tabla 1.

Recuerde colocar el selector de acoplamiento en DC.

Tabla 1

Voltaje conocido

(Fuente) 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 7.5

Medida con el tester

(DC)

Medida con el

Osciloscopio (DC)

n

n = Relacin Valor de Osciloscopio / valor de tester

tester

ioosciloscop

V

Vn

6. Montar el circuito de la figura 3.

7. Aplique seal variando la amplitud en el generador segn los valores de la tabla 2. La frecuencia del generador colquela en 10k. Recuerde colocar el selector de acoplamiento en AC.

Tabla 2

Medida con el tester

(AC) 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 7.5

Medida con el

Osciloscopio (Vp)

n

8. En el circuito anterior vari el rango de frecuencia y el Selector de frecuencia del generador para obtener diferentes frecuencias con un solo valor de amplitud. Tome los valores de la tabla

Figura 2

Figura 3


4

Tabla 3

Frecuencia en el Generador

Medida con el

Osciloscopio

Periodo (Seg.)

Frecuencia (Hz)

9. Monte el circuito de la figura 4.

10. Colocar el generador a 10kHz y 5Vpp (medidos con el osciloscopio). Y la fuente de voltaje en 2V dc.

11. Colocar el selector de modo vertical, en la posicin que permita ver los dos canales.

12. Mueva los controles de posicin de tal forma que la referencia para las dos seales sea en el centro de la pantalla.

Mida los dos voltajes.

CH1: _________________ CH2: ____________________

13. Cambiar el selector de modo vertical a ADD.

14. Variar el valor de la fuente DC a 1, 2, 4 y 5. Para cada valor dibujar la seal mostrada

Preguntas

1. Cul es la relacin entre los valores con el tester y con el osciloscopio en las tablas 1 y 2? 2. Qu funcin cumple el botn level del osciloscopio? 3. Para una medida en AC (paso 7), variar el control coupling entre ALT, CH1 y CH2 y describir que sucede en cada

caso.

4. Qu sucede si cambia el atenuador de la sonda a x10? 5. Segn los controles Volt/div, Time/div y la pantalla. Cul es el mximo valor de voltaje y frecuencia que se puede

medir con el osciloscopio usado?

Figura 4


5

LABORATORIO No. 2: PARMETROS DEL DIODO SEMICONDUCTOR

OBJETIVOS:

1. Identificar las caractersticas de los diodos semiconductores 2. Determinar el estado de un diodo 3. Identificar las formas de polarizacin de un diodo

MATERIALES:

1. 2 diodos de Silicio 1N4004 o equivalente 2. 2 diodos de Germanio 1N100 o equivalente 3. 6 (rojo, amarillo, verde, azul e infrarrojo). No sirven los de Chorro.

4. 2 Resistencias de 1K y 220 a W 5. Manual ECG

MARCO TEORICO

Consultar sobre:

- Funcionamiento del Diodo - Curva caracterstica del diodo - Tipos de LEDs - Uso del manual ECG.

PROCEDIMIENTO

1. Buscar los parmetros del diodo en el manual ECG. Tome nota y llene la tabla 1

Tabla 1

Referencia Reemplazo

ECG

Tipo de

Diodo Corriente Voltaje Potencia Encapsulado

1N100

1N4004

1N4548

1N3511

1N5231B

2. Para determinar si el diodo se encuentra en buen estado o tiene algn defecto, basta probar simplemente si se encuentra en: corto, abierto o si presentan fugas excesivas.

Consigne cada una de las lecturas obtenidas y antelas en la tabla No. 2

Tabla 2

Referencia Resistencia en Polarizacin Directa Resistencia en Polarizacin Inversa

Escala en Escala Diodo Escala en Escala Diodo

Si: 1N4004

Ge: 1N100


6

3. Montar el circuito de la figura 1

4. Medir y anotar en la tabla No.3 los valores de VD e ID para cada valor de entrada de Vin utilizando el diodo de Si.

Tabla 3: Diodo de Si

Vin (v) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 2.0

VD(v)

ID(mA)

5. Repita los puntos 3 y 4 con el diodo de Germanio

Tabla 4: Diodo deGe

Vin (v) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 2.0

VD(v)

ID(mA)

6. Graficar los datos de las tablas 3 y 4 en un mismo par de ejes ( corriente en funcin del voltaje del diodo VD) 7. Montar el circuito de la figura 2 con el led Rojo. Medir y consignar lo indicado en la tabla 5 8. Para el circuito de la figura 2, Cambie el led por el indicado en la tabal 5 y mida el valor de la corriente, el voltaje

en la resistencia y el voltaje en el diodo

Tabla 5: Voltaje del LED

LED VR VD ID

Rojo

Amarillo

Azul

Verde

Infrarrojo

Figura 2


7

LABORATORIO No. 3: CIRCUITOS RECTIFICADORES Y FILTROS

OBJETIVOS:

1. Identificar las caractersticas de un circuito rectificador 2. Determinar las diferencias entre los circuitos rectificadores 3. Identificar las caractersticas del filtrado por medio de condensadores electrolticos

MARCO TEORICO

- Circuito rectificador - Circuito rectificador con condensador Filtro

MATERIALES:

6. 4 diodos de Silicio 1 N 4004 o equivalente 7. 1 Puente de rectificador Referencia ECG 5304 (1.5Amp.) o equivalente 8. 1 transformador con dos secundarios uno de ellos con Tab central (6 0 6V)

9. 2 Resistencias de 560 , 100 y 220 a W 10. Condensadores a 25 V de 22F, 10F, 100F y 1000F 11. Manual ECG, Osciloscopio, Tester, Protoboard y cables de conexin

PROCEDIMIENTO

1. Buscar los parmetros del diodo en el manual ECG. Tome nota. 2. Instale en el protoboard el circuito de la figura 1

a. Observe con el osciloscopio y grafique La seal de salida AC

b. Observe con el osciloscopio y grafique La seal de salida DC a plena carga (con RL)

c. Desconecte la carga y observe el voltaje en el vaci d. Qu deber hacerse para invertir la polaridad de

salida? Repita los pasos a, b y c.

3. Instale en el protoboard el circuito de la figura 2.

a. Observe con el osciloscopio y grafique la seal de entrada AC y salida Vo en DC Sin C b. Observe con el osciloscopio y grafique la seal de salida DC con C = 22F c. Observe con el osciloscopio y grafique la seal de salida DC C = 1000F d. Llene la tabla 1

4. Instale en el protoboard el circuito de la figura 3 a. Repita los pasos a, b, c y d del punto 3 b. Llene la tabla 2

5. Instale en el protoboard el circuito de la figura 4 a. Repita los pasos a, b, c y d del punto 3 b. Llene la tabla 3

RL=560

D1

C

RL=560

D1

Figura 1

Figura 2


8

Tabla 1

Valor Medido

Valor

calculado Tester Osciloscopio

Voltaje de Rizo

Valor

calculado

Valor Medido

Osciloscopio

Vo solo con RL

Vo con RL y C = 22F

Vo con RL y C = 1000F

Tabla 2

Valor Medido Valor

calculado Tester Osciloscopio Voltaje de Rizo

Valor

calculado

Valor

Medido

Osciloscopio

Vo solo con RL

Vo con RL y C = 22F


Tabla 3

Valor Medido Valor

calculado Tester Osciloscopio Voltaje de Rizo

Valor

calculado

Valor Medido

Osciloscopio

Vo solo con RL

Vo con RL y C = 22F


NOTA: Presentar como informe

1. Las tablas llenas

2. Las Graficas

3. Enuncie las ventajas y desventajas de cada uno de los rectificadores

4. Enuncie las ventajas y desventajas del uso de un capacitor de filtrado de un valor elevado.

5. Conclusiones y observaciones

Figura 3 Figura 4


9

LABORATORIO 4: Circuitos dobladores (o multiplicador) de voltaje

OBJETIVOS

1. Conocer el funcionamiento de un circuito multiplicador de tensin. 2. Identificar las caracteristicas de un circuito multiplicador de tensin.

MATERIALES

Tester 1 Transformador reductor con salida de 6V a 1A o ms

3 Resistencias de 1K , 10K y 100K a W o ms 4 diodo de Silicio 1N4004 o equivalente 4 Condensador de 10F y 4 de 100F, todos a 50V

MARCO TEORICO

Consultar sobre funcionamiento del Circuito doblador (o multiplicador) de voltaje

PROCEDIMIENTO


2. Tome las medidas necesarias para llenar la tabla siguiente:

Sin RL RL RL RL

VAG (V) C = 10F

C = 100F

VBG (V) C = 10F

C = 100F



10

4. Repita el punto 2. 5. Monte el circuito de la figura 3.

6. Mida el voltaje entre los puntos A y B, entre los puntos G y tierra y entre los puntos A y C

VAB = VG = VAC =


8. Mida el voltaje entre los puntos A y B, entre los puntos A y B, entre los puntos G y tierra y entre los puntos C y

tierra.

VAB = VBC = VG = VC =


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LABORATORIO 5: El diodo Zener

OBJETIVOS:

1. Identificar las caractersticas de un Diodo Zener. 2. Conocer el funcionamiento de un diodo Zener

MATERIALES

Tester, Fuente de Voltaje y 1 Transformador reductor con salida de 12V a 1A o ms Diodos: Zener 1N3511 (5.1 V a W ) y rectificador 1N4004

3 Resistencias de 100 y 220 a W o ms y 1 Potencimetros de 10 K (opcional) Condensador de 470F a 16V

MARCO TERICO

- Funcionamiento y caractersticas del diodo zener - Funcionamiento del circuito regulador con zener

PROCEDIMIENTO


a. Medir y anotar en la tabla 1 los valores de Vz e Iz variando el potencimetro

Tabla 1

b. Graficar Vz contra Iz con los valores de la tabla anterior


a. Llene la tabla 3

Tabla 3 Vin (VAC) Voltaje entre el punto A

y el punto G (Vcc)

Voltaje entre el punto B

y el punto G (Vcc)

Tester

Osciloscopio

Vin (V) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9

Vz (V)

Iz (mA)

A

G

B


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LABORATORIO 6: REGULADORES INTEGRADOS

OBJETIVOS:

1. Realizar el anlisis terico y experimental de los reguladores de voltaje discreto serie y sus parmetros. 2. Observar el funcionamiento de los reguladores de voltaje y sus caractersticas bsicas.

3. Establecer criterios bsicos para el diseo de fuentes lineales DC reguladas de voltaje variable.

MATERIALES

Tester y Fuente de Voltaje Variable Reguladores de voltaje 7805,7812, 7912 y LM371T Resistencias segn los clculos del punto 5 del procedimiento

Potencimetro de 10 K Condensadores 0.1 uF y 1 uF, Materiales necesarios para implementar el circuito de la figura 6.

MARCO TERICO

- Estructura Bsica Regulador de Voltaje - Definicin de cada uno de los elementos que conforman un regulador - Las hojas caractersticas de todos los circuitos integrados a utilizar

PROCEDIMIENTO.

1. Identifique los terminales de los reguladores. Dibuje el encapsulado. 2. Montar el circuito de la figura 1 y aplicar voltaje de entrada segn la tabla 1

Tabla 1: Regulador 7805

V1(V) 1 2 4 5 7 9 12 15 20 25 30

Vo(V)

3. Repetir el punto 2 con el circuitos 7812


V1(V) 1 2 4 5 7 9 12 15 20 25 30

Vo(V)

4. Montar el circuito de la figura 2. Se debe aplicar valores negativos como lo muestra la figura 2


V1(V) - 1 - 2 - 4 - 5 - 7 - 9 - 12 - 15 - 20 - 25 - 30

Vo(V)


13

5. Calcular los valores de R1 y R2 para establecer un voltaje de salida de 9V en el circuito de la figura 3 Para el regulador de la figura 3 el voltaje de salida est dado por:

Donde los valores tpicos son:

6. Montar el circuito de la figura 4, con los valores calculados de R1y R2. Aplicar voltaje de entrada segn la tabla 4.

Tabla 4: Regulador LM317T

V1(V) 1 2 4 5 7 9 12 15 20 25 30

Vo(V)

7. Montar el circuito de la figura 5, Variar los valores R1segn la tabla 5 y medir la corriente y el voltaje de salida.

Llenar la tabla 5

8. Montar el circuito adjunto (figura No. 6) en plaqueta. Medir la corriente y voltaje en la resistencia R1, segn la tabla 5

Tabla 5:

100 50 10 5 2.5

Vo(V)

Io(mA)

PREGUNTAS:

1. Cul es el rango de voltaje de entrada para los reguladores de la serie 78XX, segn este laboratorio. 2. Cul la mxima corriente de salida de los reguladores de la serie 78XX, segn este laboratorio.

Figura 3

Nota: para establecer los

valores de resistencias, hacer

series o paralelo con los valores

necesarios.


14

Transformador de mnimo 2 Amperios con dos secundarios: 12 - 0 - 12 y 0 6

LM317T


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LABORATORIO 7: PARMETROS DEL TRANSISTOR BIPOLAR

OBJETIVOS:

1. Identificar las caractersticas elctricas de un transistor bipolar. 2. Identificar los terminales de un BJT con el tester

MATERIALES

Tester y Fuente de Voltaje Variable 2 Transistor BJT 2N3904 y 2N3906

2 Potencimetro de 10 K y 2 Resistencias de 470 W o ms

MARCO TERICO

- Tipos de transistores BJT y sus smbolos - Funcionamiento del transistor BJT

PROCEDIMIENTO

1. Identifique el tipo de transistor (NPN o PNP) utilizando el tester. Mida las resistencias o los voltajes de unin en la escala de diodo: Base Emisor, Base Colector y Colector emisor. Llene la tabla 7

Tabla 7

Referencia Encapsulado Tipo VBE (mV) VBC (mV) VCE (mV)

Directo Inverso Directo Inverso Directo Inverso

2N3904

2N3906

2. Busque los parmetros caractersticos de los siguientes transistores en el manual ECG, anotar los datos tcnicos y dibujar los encapsulados (forma fsica).

2N3904

TIP34

2N35

2N3055

3. Monte el circuito de la figura 1 con el transistor 2N3904.

4. Mueva el potencimetro hasta conseguir VB = 0.

Gire el cursor de los potencimetros P2 hasta conseguir Vcc en 12V y P1 hasta conseguir los valores de la tabla 8 para

VB

IB VCE

IC

VCC

Electrnica Anloga 1 Esp. Robert Portocarrero G

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5. VB. Mida el voltaje colector emisor, las corrientes de base y de colector. Tome las medidas necesarias para llenar la

tabla 8

Tabla 8. Caracterstica de Transferencia

VB (V) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.5 2 2.2 2.5 3

IB ( A)

IC (mA)

6. Grafique la tabla 8 (IC en funcin de IB), calcule la pendiente de la grafica y compruebe que la pendiente es igual al

.

7. En la figura 1, determine un valor fijo de IB variando P1.

8. Determine varios valores de VCE (Variando P2) y para cada uno de ellos mida Ic.

9. Elija otro valor de IB y repita el paso 9. Llene las tablas 9 y 10

Tabla 9: Caracterstica de Salida

IB =

VCE (V)

0 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12

IC

(mA)

Tabla 10: Caracterstica de Salida

IB =

VCE (V)

0 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12

IC

(mA)

10. Grafique las tablas 9 y 10 en papel milimetrado en un mismo plano (IC en funcin de VCE),.


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LABORATORIO 8: CARACTERSTICAS DEL JFET

OBJETIVOS:

1. Graficar la caracterstica de transferencia del FET 2. Graficar la caracterstica de Salida del FET 3. Establecer los valores de IDSS, VGS(Off) y Vp

MATERIALES

JFET 2N5457, K40C o similar Fuente de Voltaje Protoboard Cables de conexin Papel Milimetrado Lpiz Curbigrafo

MARCO TERICO

- Tipos de transistores FET y sus smbolos - Funcionamiento del transistor FET

PROCEDIMIENTO

1. Determine, con el tester, los terminales del JFET 2. Monte el circuito de la figura 1 3. Coloque la fuente VGS en 0V. Dele valores a la fuente VDD y llene la tabla 1

Tabla 3

VDD(V) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12

ID(mA)

4. Coloque la fuente VDD en un valor constante (9V 12V). Dele valores a la fuente VGS y llene la tabla 2.

Tabla 4

VGS(V) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

ID(mA)

Si es posible ms datos

5. Grafique la tabla 1 y la tabla 2. Determine VGS, Vp e IDSS.

NOTA: Al graficar la tabla 2 recuerde que VGS es negativo si el JFET es de canal n y positivo si el JFET es de canal p.

Estos valores, al igual que el transistor, se deben guardar para prximos laboratorios.

Muestre las grficas al profesor antes de terminar la seccin


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LABORATORIO 9: POLARIZACIN DEL TRANSISTOR BIPOLAR

OBJETIVOS:

1. Identificar las caractersticas de un circuito de polarizacin con el transistor bipolar. 2. Disear un circuito de polarizacin del BJT

MATERIALES

Tester y Fuente de Voltaje 2 Transistor BJT 2N3904, 2N2222 o BC548B Resistencias varias

MARCO TERICO

Disear un circuito de polarizacin con realimentacin en el emisor y otro con divisor de voltaje que opere en el punto de

trabajo ICQ = 6mA y VCEQ = 6V. Utilizar el beta de los transistores que aparece en el manual ECG.

PROCEDIMIENTO

1. Disear un circuito de polarizacin con realimentacin en el emisor y otro con divisor de voltaje que opere en el

punto de trabajo ICQ = 6mA y VCEQ = 6V

2. Monte los circuitos diseados y mida los valores de polarizacin. Llene la tabla 11. 3. Cambie el transistor por otro de la misma referencia que tenga un beta diferente 4. Repita el paso 2 5. Dibuje para cada polarizacin la recta de carga y el punto de operacin (Q) para cada beta.

PREGUNTAS

a. Cmo es la variacin porcentual del punto Q (ICQ y VCQ ) para la polarizacin al cambiar el Beta? b. De acuerdo al laboratorio, qu circuito es el menos inestable y cul es el ms estable. Explique

Figura 2

Figura 1


19

Tabla 11

Medido Calculado % de Error

1 2 1 2 1 2

IB ( A)

Ic (mA)

VC (V)

VE (V)

VCE (V)

VB (V)

VBE (V)


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LABORATORIO 10: EL TRANSISTOR BIPOLAR COMO INTERRUPTOR

OBJETIVOS:

1. Identificar las caractersticas de un el transistor bipolar como interruptor. 2. Identificar la aplicacin del BJT como interruptor

MATERIALES

Tester y Fuente de voltaje variable 2 Transistor BJT 2N3904, 2N2222 o BC548B 1 LEDS

MARCO TERICO

- El BJT como interruptor - El FET como interruptor

PROCEDIMIENTO

1. Monte el circuito 1. Con el potencimetro establezca el voltaje VBB requerido. 2. Mida los voltajes y las corrientes indicadas. Llene la tabla 12

3. Monte el circuito 2, mida los voltajes y las corrientes indicadas. Llene la tabla 13 4. Monte el circuito 3, mida los voltajes y las corrientes indicadas. Llene la tabla 14

Tabla 12

Medido

IB (mA) VB (V) IC (mA) VCE (V) LED On/Off

VBB = 0V

VBB = 5V


21

Tabla 13

Medido


VBB = 0V

VBB = 5V

Tabla 14

Medido


VBB = 0V Q1

Q2

VBB = 5V Q1

Q2

NOTA: En el informe presente:

1. Las tablas llenas

2. Mostrar el circuito del punto 4.

3. Explicacin del funcionamiento del circuito del punto 4


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LABORATORIO 11: El Puente H

OBJETIVOS:

1. Identificar los circuitos ms comunes de inversin de giro de un motor DC de baja potencia. 2. Conocer las caractersticas y variaciones de un circuito puente H

MATERIALES

Fuente de Voltaje DC y Tester Motor dc y 4 diodos 1N4004 2 Transistores BD140, 2 Transistores 2N3904 y 4 Transistores BD135 Interruptor conmutador doble de dos posiciones (6 terminales) 2 pulsadores mini normalmente abierto 2 condensadores de 100 nf y 1 de 10 nf 1 circuito integrado L298

MARCO TEORICO

1. Principio de funcionamiento de un motor DC 2. Cmo se invierte el giro de un motor DC 3. Tipos de motores DC 4. Principio de funcionamiento de los Servo motores 5. Principio de funcionamiento del circuito puente H 6. Funcionamiento del circuito integrado L298N

PROCEDIMIENTO



Figura 2



5. Para cada circuito medir la corriente requerida por los transistores en a. Motor con funcionamiento libre b. Motor forzado a un torque constante c. Motor cambiando de direccin repentina.

Figura 1


23

Figura 3

Figura 4

6. Montar el circuito de la figura 5 7. Aplique voltajes a las entradas A y B con los valores mostrados en la tabla y observe el circuito

Entradas Observaciones

A B

0V 0V

0V 5V

5V 0V

5V 5V

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