Preparatorio 6

Tema: Polarización de transistores bipolares de juntura (TBJ). Objetivo: Analizar e implementar los principales circuitos de polarización para Transistores bipolares de juntura.

1. Consultar las características y la asignación de pines de los transistores 2N3904 y 2N3906, además de un transistor NPN y un PNP adicional, escogidos por el estudiante. TRANSISTOR 2N3904

TRANSISTOR 2N3906

TRANSISTOR 2N4401

TRANSISTOR BC556

2. Consultar un método práctico para determinar el tipo y los terminales de un transistor mediante la utilización de un multímetro. Esto se lo puede efectuar mediante un multímetro con la opción para medir continuidad, se deberían obtener los siguientes resultados: NPN Puntas Multímetro Positivo

Negativo

B B E E C C

E C B C E B

PNP Conduce

Puntas Multímetro Negativo

Positivo

B B E E C C

E C B C E B

SI SI NO NO NO NO

Conduce SI SI NO NO NO NO

Las dos únicas mediciones ocurren cuando se polarizan directamente a los diodos internos. Mediante estas ya se puede definir cuál es la base. Midiendo la continuidad se puede definir cuál es el colector y cual el emisor, de las dos mediciones, la que tenga un valor más alto define la unión base emisor. Aunque este método es bastante efectivo la mayor parte de las veces, existen ocasiones en que da error incluso con transistores nuevos, esto se debe a que existen transistores que incluyen resistores, diodos e inclusivo otros transistores adicionales en el interior del mismo, en estos casos se hace necesario utilizar las hojas del fabricante.

3. Realizar el análisis e indicar el tipo de polarización de los circuitos de las siguientes figuras: (Asumir β=100) Circuito 1: R1 100k

R2 2.2k Q1 2N3904

+ V1 15V

R3 1k

El circuito está polarizado en base o polarización fija en zona de saturación

Análisis del circuito: Donde:

Cálculo de VB, VE, VC, VCE:

Por estar en zona de saturación:

Circuito 2: R2 1.5k R1 100k + V2 10V

Q1 2N3904

+ V1 15V

R3 1.2k

El circuito está polarizado en el emisor con dos fuentes y funciona en R.A.N Análisis del circuito: Donde:

Calculo de VB, VE, VC, VCE:

Circuito 3: R4 10k

R2 3.3k + V1 15V

Q1 2N3904 R1 2.2k

R3 1k

El circuito está polarizado por divisor de voltaje en R.A.N Análisis del circuito: Comenzamos sacando la RTH y VTH

(

)

(

(

)(

)

(

)

) (

)

4. Realizar el análisis y cambios que se requieran para polarizar los circuitos del literal 3 utilizando un transistor PNP 2N3906. De igual manera que el literal 3 realizar los respectivos cálculos de voltajes y corrientes de polarización. Para poder utilizar un transistor pnp en vez de un npn el cambio que se debe hacer es en la polarización, se debe invertir la polaridad de la batería. Con lo que se obtendrán los mismos valores que con un transistor npn. Circuito 1:

R1 100k

R2 2.2k Q1 2N3906

R3 1k

Figura 1

Análisis del circuito: Donde:

Cálculo de VB, VE, VC, VCE:

+

V1 15V

Por estar en zona de saturación:

Circuito 2:

R2 1.5k R1 100k

+

V2 10V

Q1 2N3906

+

V1 15V

R3 1.2k

Figura 2

El circuito está polarizado en el emisor con dos fuentes y funciona en R.A.N Análisis del circuito: Donde:

Calculo de VB, VE, VC, VCE:

Circuito 3:

R2 3.3k

R1 10k

Q1 2N3906

R4 2.2k

V1 15V

+

R3 1k

Figura 3

El circuito está polarizado por divisor de voltaje en R.A.N Análisis del circuito: Comenzamos sacando la RTH y VTH

(

)

(

(

)(

)

(

)

) (

)

5. Realizar y presentar las simulaciones de cada uno de los circuitos tanto del literal 3 como del literal 4. En una tabla muestre los valores calculados de los literales 3 y 4. Realice una comparación con los valores obtenidos en la simulación. B R1 100k Parameter

DC Bias

DC Average

AC RMS

B: r1_2

15.00 V

15.00 V

0.000 V

C: q1_3

4.729 V

4.729 V

3.433uV

A: r1_1

5.422 V

5.422 V

4.516uV

F: q1[ic]

4.631mA

4.633mA

8.064nA

E: q1[ib]

96.01uA

95.78uA

1.035nA

D: q1[ie]

-4.727mA

-4.729mA

7.131nA

R2 2.2k F A

E D C

DC Bias

DC Average

AC RMS

A: r1_1

2.678 V

2.678 V

2.043uV

C: q1_3

2.013 V

2.013 V

1.993uV

B: r2_1

8.407 V

8.407 V

10.30uV

F: q1[ic]

1.999mA

1.998mA

6.239nA

E: q1[ib]

15.07uA

15.06uA

1.128nA

D: q1[ie]

-2.014mA

-2.013mA

5.788nA

Parameter

DC Bias

DC Average

AC RMS

A: q1_2

6.488 V

6.488 V

0.000 V

C: q1_3

5.797 V

5.797 V

0.000 V

B: r2_1

7.806 V

7.806 V

147.5nV

E: q1[ic]

4.796mA

4.796mA

49.67pA

D: q1[ib]

35.12uA

35.12uA

232.6fA

F: q1[ie]

-4.831mA

-4.831mA

90.85pA

+ V1 15V

R3 1k

R1 10k Parameter

Q1 2N3904

A

E

R4 2.2k

R1 100k + V2 10V

A D

R2 3.3k B F Q1 2N3904 D C R3 1k

R2 1.5k B E Q1 2N3904 F C R3 1.2k

+ V1 15V

+ V1 15V

6. Diseñar un interruptor electrónico usando un transistor, incluir señalización mediante el uso de un diodo LED. Explicar su funcionamiento incluyendo las diferentes zonas de trabajo que intervienen Con NPN

D1 LED2 S1

R1 250k

+ V1 10V

Q1 2N3904

Transistor en saturación: Para obtener Ic se sigue el siguiente procedimiento:      

De las características del diodo LED se tiene Ic=10mA Se escoge el βmenor a 200 para asegurar de que el transistor se sature. La corriente de base es: Ib = Ic/β = 10 mA/200 = 0.05 mA. Esta es la corriente de base necesaria para que el transistor se sature y encienda el bombillo. Para calcular Rb se hace una malla en el circuito de la base: 10 V = Rb x Ib – Vbe Rb = (10–0.6)/Ib = 9.4 V/0.05 mA = 188kΩ. Transistor en corte:

Para que el bombillo se apague, basta que la corriente (Ic) que pase a través de él sea cero. Para lograrlo se hace que la corriente de base Ib sea cero (Ic = βxIb), poniendo el voltaje que alimenta el circuito de la base en cero (0 Voltios).

Bibliografía:    

http://es.scribd.com/doc/61819675/Manual-de-Prcticas-de-Laboratorio-Electronica-IUdeA-2011-2 http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/B/C/5/5/BC556.shtml http://inst.eecs.berkeley.edu/~ee105/fa07/labs/2N4401.pdf http://www.unicrom.com/tut_ejemplo_transistor_como_switch.asp

 

http://es.wikipedia.org/wiki/2N3904 http://en.wikipedia.org/wiki/2N3906