Laboratorio 6 Informe Final

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA, ELÉCTRICA Y DE TELECOMUNICACIONES

 APELLIDOS Y NOMBRES

MATRÍCULA

- ROJAS CHAVEZ CRISTHIAN JAVIER - VERA BRICEÑO YERSSON JHONATAN - MEZA JARA JUNINHO JESUS - GUERRA RAMOS JURGEN ANDERS

- 17190135 - 17190035 - 17190011 - 17190099

CURSO

TEMA

DISPOSITIVOS Y COMPONENTES ELECTRÓNICOS

TRANSISTOR PNP

INFORME

FECHAS

NOTA

FINAL

REALIZACIÓN

ENTREGA

04/07/18

11/07/18

NÚMERO 6

GRUPO  “ L2 “

PROFESOR ING. LUIS PARETTO QUISPE

EXPERIMENTO Nº.6: I.

TEMA: EL TRANSISTOR BIPOLAR PNP. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

II.

OBJETIVOS 1.  Verificar las condiciones de un transistor bipolar PNP. 2. Comprobar las características de funcionamiento de un transistor bipolar PNP.

III.

MATERIALES Y EQUIPO UTILIZADO 1. Un multímetro. (digital)

2. Un miliamperímetro. (DC) 3. Un microamperímetro(DC) 4. Un voltímetro de c.c. (Analógico)

5. Un transistor 2N3906.

6. Un osciloscopio.

7. Resistores: Re=330 ῼ, Rc=1 K ῼ, R1= 56K ῼ, R2= 22K ῼ 8. Condensadores: Cb= 0.1 uF, Cc= 0.1 Uf, Ce= 3.3 uF

9. Una fuente de c.c. variable.

10. Cables conectores (3 coaxiales ORC).

11. Tres cordones AC. 12. Un potenciómetro de 1M ῼ.

13. Una placa con zócalo de 3 terminales. 14. Tres placas con zócalo de 2 terminales. IV.

FUNDAMENTO TEÓRICO 

El transistor de unión bipolar es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre si, que permite aumentar la corriente y disminuir el voltaje, además de 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. Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en in solo cristal semiconductor, separadas por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas por 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.



La extensión de fabricación más común es la deposición epitaxial. En su funcionamiento normal, la unión base-emisor esta polarizada en directa, mientras que la base-colector en inversa. Los portadores de carga emitidos por el emisor atraviesan la base, porque es muy angosta, hay poca recombinación de portadores, y la mayoría pasa al colector. El transistor posee tres estados de operación: estado de corte, estado de saturación y estado de actividad. Descripción Un transistor PNP típico tiene una caja de metal o de plástico de aproximadamente el tamaño de una arveja. Los transistores de alta potencia son más grandes como una tapa de botella. El dispositivo tiene tres cables denominados conectores que se conectan a otras partes de un circuito. Los conectores se llaman base, colector y emisor, y cada uno tiene una función específica. El cuerpo del transistor puede tener un número de pieza y el logotipo del fabricante impreso y estampado en ella, junto con las letras “E”, “B” y “C”

que identifican los terminales de emisor, base y colector. Materiales

El transistor consta de tres cintas de silicio especialmente tratado, un elemento que conduce la electricidad cuando se mezcla con trazos de otros elementos. Las dos capas exteriores tienen un tratamiento que les hace preferir las cargas eléctricas positivas. La capa interna prefiere cargas negativas. Las tres capas  juntas forman un transistor positivo-negativo-positivo, o PNP, para abreviar.  Acción Una pequeña corriente eléctrica que fluye a los conectores emisores y a la base del transistor controla una corriente más grande desde el emisor al colector. Un transistor PNP gira sobre la conexión de su emisor-colector si la tensión en la base es menor que en el emisor. Esta acción de tipo válvula permite que el transistor controle corrientes grandes y pequeñas, un efecto amplificador en las corrientes más pequeñas. Usos Un transistor PNP en un radio aumenta la señal relativamente pequeña de una antena, lo que te permite sintonizar emisoras a muchos kilómetros de distancia. Los transistores de los amplificadores de potencia trasmiten a los altavoces que requieren grandes cantidades de corriente. En los circuitos de computación, rápidamente intercambian corrientes de encendido y apagado de manera completa. Los transistores también generan señales estables de alta frecuencia utilizadas en radio y televisión. Regiones operativas del transistor . Región activa directa en cuanto a la polaridad: Corriente del emisor = (β + 1).Ib; corriente de colector= β.I b Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte está en una región intermedia, la región activa. En esta región la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de corriente, es un dato del fabricante) y de las

resistencias que se encuentran conectadas en el colector y emisor. Esta región es la más importante si lo que desea es utilizar el transistor como un amplificador de señal. . Región inversa  Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso.

En este modo, las regiones del colector y emisor intercambian roles. Debido a que la mayoría de los BJT son diseñadas para maximizar la ganancia de corriente en modo activo, el parámetro beta en modo inverso es drásticamente menor al presente en modo activo. . Región de corte: 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, 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 la unión CE se comporta como un circuito abierto, ya que la corriente que lo atraviesa es cero. . Región de saturación: Un transistor está saturado cuando corriente de colector = corriente de emisor = corriente máxima, (Ic = Ie = Imax). 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 saturación.

 V.

PROCEDIMIENTO  determinamos los valores teóricos para las tablas 2, 3 y 5. Para ello , armamos el siguiente circuito.

DATOS:      

  =     =     =   (TABLA 2)   =   (TABLA 3)   =     =  .

El transistor TIP 32C está hecho de SILICIO y es PNP, entonces su VBE (activa) y



su “β” es respectivamente:

 V BE=0.6V 

β=175

TABLA 2 

Hallando el Rb: Rb = × +

(R1 = 56K Ω) Hallando Ic: ( Ic = Ib×β) 

Ic = (-53.9296uA)(175) Ic = -9.4376mA

× Rb = (+)

Rb = 15.794k Ω 

Hallando V CE: (Ic = Ie)  Vcc= Ic×Rc + V CE + Ic×Re  V CE=Vcc – Ic (Rc+Re)  V CE = -12  –(9.4376mA)(1000+330)  V CE = 0.552 v



Hallando el V:  V = × +  V = ×(−) (+)  V = -3.3846 v



Hallando Ib: − Ib=+(+)

Hallando V E:  V BE = V B - V E……. (V B = V)  V E = V - V BE  V E = - 3.3846 – (0.6)  V E = -3.9846 v



  −.−(.) Ib=.×  +(+) Ib = -53.9296uA

TABLA 3 (R1 = 68K Ω) 

Hallando el Rb: × Rb = ++

 V = × +  V = ×(−) (+)  V = - 2.934 v

× Rb = (+)

Rb = 16.623k Ω  

Hallando el V:

Hallando Ib:  Ib=+− (+)

 V CE=Vcc – Ic (Rc+Re)  V CE = -12  – 2.6321x10-3)(1000+330)  V CE = -0.9892v

  −.−(.) Ib=.×  +(+) Ib =-47.3073uA



Hallando Ic:..( Ic = Ib×β)

Ic = (-47.3073uA)(175) Ic = -8.2787mA 



Hallando V CE: (Ic = Ie)  Vcc= Ic×Rc + V CE + Ic×Re

(-

Hallando V E:  V BE = V B - V E……. (V B = V)  V E = V - V BE  V E = - 2.934 – (0.6)  V E =-3.534v

TABLA 5 (PARA P1 = 100K Ω Y R1 = 56K Ω)

Hallando Ib:  Ib=+− (+) 

Hallando el Rb: Rb = (+)× ++ 

× Rb = (++)

  −.−(.) Ib=.×  +(+) Ib =- 26.9257µA

Rb = 19.2808k Ω



Hallando el V: ×  V = ++ 

×(−)  V = (++)  V = -1.483 v

Hallando Ic:..( Ic = Ib×β)

Ic = (-70.5843µ)(175) Ic = -4.712mA Hallando V CE: (Ic = Ie)  Vcc= Ic×Rc + V CE + Ic×Re  V CE=Vcc – Ic (Rc+Re)  V CE = -12  – 1.4116×− )(1000+330)  V CE = -5.73304 v 

(PARA P1 = 250K Ω Y R1 = 56K Ω) 

Hallando el Rb: Rb = (+)× ++ × Rb = (++) Rb = 20.524k Ω

Hallando el V: ×  V = ++ 

×(−)  V = (++)

 V = -0.8048 v Hallando Ib: − Ib=+(+) 

  −.−(.) Ib=.×  +(+) Ib = -17.871µA



Hallando Ic:..( Ic = Ib×β)

Ic = (-17.871µA)(175) Ic = -3.1275mA

(-

 V CE = -12  – (3.1275x− )(1000+330)  V CE = -7.8404v

Hallando V CE: (Ic = Ie)  Vcc= Ic×Rc + V CE + Ic×Re  V CE=Vcc – Ic (Rc+Re)



(PARA P1 = 500K Ω Y R1 = 56K Ω) − Ib=+(+)

Hallando el Rb: Rb = (+)× ++



  −.−(.) Ib=.×  +(+) Ib =- 13.335 µA

× Rb = (++)

Rb = 21.162k Ω



Ic = (-13.335 µ)(175) Ic = -2.3336 mA

Hallando el V: ×  V = ++ 

Hallando V CE: (Ic = Ie)  Vcc= Ic×Rc + V CE + Ic×Re  V CE=Vcc – Ic (Rc+Re)  V CE = -12  – (− 2.3336 )(1000+330)  V CE = -8.8962 v 

×(−)  V = (++)  V = -0.4567 v



Hallando Ic:..( Ic = Ib×β)

Hallando Ib:

(PARA P1 = 1M Ω Y R1 = 56K Ω)



Hallando Rb: Rb = (+)× ++

  −.−(.) Ib=.×  +(+)

Ib = -10.6114µA

×

Rb = (++)



Ic = (-10.6114µA)(175)

Rb = 21.551k Ω 



Hallando el V: ×  V = ++

Hallando Ic:..( Ic = Ib×β)

Ic =- 1.857 mA 

Hallando V CE: (Ic = Ie)  Vcc= Ic×Rc + V CE + Ic×Re

×(−)  V = (++)

 V CE=Vcc – Ic (Rc+Re)

 V = -0.245 v

 V CE = -12 – (1.857×− )(1000+330)

Hallando Ib: − Ib=+(+)

 V CE = -9.5301v

1. verificar el estado operativo del transistor, usando el ohmímetro. Llenar la tabla. Tabla Nº1 Resistencia Directa(Ω) Inversa(Ω) Base-Emisor 810 >60M Base-Colector 806 >60M Colector-Emisor >60M >60M 2.  Armar el siguiente circuito:

a) Medir las corrientes que circulan por el colector (Ic) y la base (Ib). Obtener el β(P1=0Ω).

b) Medir los voltajes entre colector-emisor (Vce), entre baseemisor (Vbe), y entre emisor-tierra (Ve). c) Colocar los datos obtenidos en la tabla 2. d) Cambiar R1 a 68K, repetir los pasos (a) y (b), y anotar los datos en la tabla 3(por ajuste de P1). e)  Aumentar las resistencias de P1 a 100K, 250K, 500K y 1m. observar lo que sucede con las corrientes Ic, Ib y con el voltaje Vce. Llenar la tabla 5. 3.  Ajustar el generador de señales a 50mv.pp. 1KHz. Onda senoidal. Observar la salida Vo con el osciloscopio. Anotar los valores en la tabla 4.

 Valores(R1=56K Ω)

Teóricos Medidos

Ic(mA) -9.4376 6.6

Tabla Nº.2 (Q1) Ib(µA) Vce(v) β -53.9296 174.4 0.552 40 165.64 -3.72

Vbe(v) 0.6 -0.62

Ve(v) -3.9846 2.077

Tabla Nº.3(Q2)  Valores(R1=68K Ω)

Teóricos Medidos

Ic(mA) -8.2787 5.4

Ib(µA) β Vce(v) -47.3073 174.9 -0.9892 32.6 165.6441 -5.088

Vbe(v) 0.6 -0.611

Tabla Nº.4 Tabla

Vi(mv.pp)

2(Q1) 3(Q2)

850mV

Vo(V.PP) 9V

Av 10.588V

Vo(sin Ce)

Av(sin Ce)

2.9V

2.824V

Tabla Nº.5 P1 Ic(mA) Ib(µA)  Vce(v)

100Ω  1.98 10.1 -9.500 (Q3)

 VI.

250 Ω  0.57 3.2 -11.38 (Q4)

500 Ω 0 0 -12.07 (Q5)

1M Ω 0. 0 -12.10 (Q6)

CUESTIONARIO FINAL 1. Explicar el comportamiento del transistor al hacer su verificación operativa con el ohmímetro.

Ve(v) -3.534 1.726

Haciendo las mediciones respectivas se determinó los siguientes datos de la tabla de resistencia entre la base, el colector y el emisor verifica que se cumple con las especificaciones del transistor dado. Tabla1 Resistencia Base-Emisor Base-Colector Colector-emisor

Directa(Ω)

Inversa(Ω)

810 806 >60M

>60M >60M >60M

-Como se puede notar en polarización directa, la resistencia entre colectoremisor es demasiada grande. Y en polarización inversa, en cualquiera de las combinaciones, la resistencia es alta. Tabla2  Valores(R1=56kΩ) Ic(mA) Ib(µA) ß Medidos 6.6 40 165

Vce(v.) Vbe(v.) Ve(v.) -3.72 -0.62 2.077

Tabla3  Valores(R11=68kΩ) Ic(mA) Ib(µA) ß Vce(v.) Vbe(v.) Ve(v.) Medidos 5.4 32.6 165.6441 -5.088 -0.611 1.726

Tabla5 P1 Ic(mA) Ib(µA)  Vce(v.)

100kΩ

250kΩ

500kΩ

1MΩ

1.98 10.1 -9.500

0.57 3.2 -11.38

0 0 -12.07

0. 0 -12.10

2. Representar la recta de carga en un gráfico Ic vs. Vce del circuito del experimento. Ubicar los puntos correspondientes a las tablas 2; 3 y 5 Ic GRÁFICA Ic vs Vce 14 12 10 8 6 4 2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

 Vce

3. ¿En qué regiones de trabajo se encuentran los puntos de las tablas 2 y 3? Se encuentra en la región activa de trabajo ya que el colector esta polarizado inversamente y el emisor directamente. 4. ¿Qué sucedería con el punto de operación si cambiamos R1 a 120kΩ?

Se movería hacia abajo en comparación a la recta de carga. es decir: para R =120kΩ Hallando el Rb:

 V = k×(−) (+)

Rb = R×R R+R K×K Rb = (+)K

Rb =18.5915 k Ω 

Hallando el V:  V = R×Vcc R+R

 V = - 1.8591 v 

Hallando Ib: BE Ib=Rb+V−V (β+)Re

  −.−(.6) Ib=.×  +(+)

Ib = -32.0731 uA



Hallando Ic:..( Ic = Ib×β)

 VCE=Vcc – Ic (Rc+Re)

Ic = (-32.0731 uA)(175)

 VCE = -12  – (5.6128×10−)(1000+330)

Ic =-5.6128 mA 

 V CE = -4.5349v

Hallando VCE: (Ic = Ie)

Q(4.5349;5.6128)

 Vcc= Ic×Rc + VCE + Ic×Re GRÁFICA Ic vs Vce 14 12.1 12.07 11.38 12 9.5

10 8        c           I

5.088

6

3.72

4 2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

Vce



Como podemos notar el punto Q sale de la recta de carga.

5. Explicar comparativamente lo ocurrido en la tabla 4: En el caso de la tabla 4 solo se trabajó con la tabla 3 (Q2) y se obtuvieron los siguientes resultados: Tabla

Vi(mv.pp)

Vo(v.pp)

Av

3(Q2)

850 mv

9v

10.588v

Vo (Sin  Av(sin Ce) Ce) 2.4v 2.824v

Es evidente que al comparar el Vo con y sin Ce manteniendo el mismo Vi = 850mv se concluye que existe una gran diferencia de amplificación entre el circuito antes y después de quitar el capacitor.

La amplificación con Ce es:  ( ) =   =

 

=

9 850

 = 10.5882

 Y sin Ce:  (sin ) =   =

 

=

2.4 850

 = 2.8235

Guanacia en amplificación con Ce con respecto a la ganancia sin Ce:  =

 

=

10.5882  = 3.75  2.8235

Es evidente la gran diferencia en amplificación la  es 3.75 veces mayor que la  , esto no sucede solo en el valor de Vo sino que también en Av.  VII.

CONCLUSIONES

6. Exponer conclusiones acerca del experimento: 







Se comprobó el funcionamiento experimental de los transistores NPN en laboratorio, y se comprobó que los modelos matemáticos bajo los cuales el transistor opera son válidos con muy pequeñas diferencias. Se reconoció la ganancia de corriente (β) del transistor TIP32C mediante

la comparación entre las corrientes de base y de colector, así como también se reconoció el comportamiento de un transistor en CC. Para Vb demasiado bajos (Cuando la resistencia 2 de base es muy grande) el transistor entra en zona de corte y actúa como un circuito abierto (Ic = 0,  Vce=Vcc y Ib = 0). Se aprendió el método estático para reconocer los pines de un transistor (colector, emisor, base), la base es el pin que marca baja resistencia cuando se le polariza con los otros 2 pines, además de acuerdo a la polarización de la base se reconoce si es PNP o NPN, si la base al polarizar negativo tiene una resistencia baja al medir la resistencia entra BaseEmisor y Base Colector, entonces significa que es un componente PNP y si sucede lo mismo, pero al polarizar Positivo entonces es NPN. Se observó el funcionamiento del Transistor como amplificador en CA y de cómo afecta el poner o no un condensador en paralelo a la resistencia de Emisor, en general cuando el circuito cuenta con este condensador la amplificación es mucho mayor en la experiencia observo una ganancia 3.5 veces mayor que cuando se quita el condensador.

 VIII.

BIBLIOGRAFÍA . https://techlandia.com/definicion-transistor-pnp-info_247918/ . https://unicrom.com/transistor-bipolar-o-bjt-npn-pnp/ .https://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_uni%C3%B3n_bipo lar#PNP . Electrónica. Teoría de circuitos. Boylestad - Nashelsky. ISBN 968-880-347-2