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GUIAS DE PRCTICA ELECTRONICA Cdigo de registro: RE-10-LAB-029-001 Versin 1.0 UNIVERSIDAD DEL VALLE LABORATORIO DE ELECTRONICA BASICA I Prctica No. 1

CURVA CARACTERSTICA DEL DIODO 1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer el funcionamiento terico del diodo y las relaciones tensin corriente entre sus terminales, deber conocer la ecuacin de corriente del diodo en funcin de la tensin aplicada al mismo.

2. COMPETENCIAS El estudiante:

Conocer el comportamiento de un diodo de silicio real al obtener su curva caracterstica.

NOTA.- Para realizar el presente laboratorio deber obtener el valor de la corriente inversa de saturacin del diodo de la hoja de datos del diodo a utilizar, del mismo modo deber memorizar cual es el nodo y cual el ctodo del mismo

3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS

1 Fuente de alimentacin 1 Multmetro 1 Bread board 1 Diodo de silicio 1N4001

1 Resistencia de 1K

1 Potencimetro de 1K 4. TECNICA O PROCEDIMIENTO

Parte 1.1 Sobre el circuito de la fig.1, emplear el potencimetro Rv de modo que el voltaje de entrada al circuito constituido por el diodo y la resistencia R1: Vi varie desde 0V hasta 1V cada 0.1V, de 1,2V a 3V cada 0,2 V y luego cada 0,5 volts hasta llegar a los 12 volts. con el objetivo de tomar N diferentes muestras. Con estos voltajes de entrada, medir el voltaje y la corriente sobre el diodo (VD y iD) para construir una tabla con estos valores:

N Vi VD ID

Parte 1.2 Repetir la 1ra. Parte con la polaridad del diodo invertida.

Parte 1.3 Empleando los datos obtenidos anteriormente, realizar una grfica de la curva caracterstica del diodo (Empleando papel milimetrado o en un computador).

Vi

fig.1 Diagrama

Esquematico del circuito

iD

VD

1 K

Rv

+12 V

R1

1k

D

GUIAS DE PRCTICA ELECTRONICA Cdigo de registro: RE-10-LAB-029-001 Versin 1.0 UNIVERSIDAD DEL VALLE LABORATORIO DE ELECTRONICA BASICA I 5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICO

Parte 1.1 Medir el voltaje y la corriente sobre el diodo (VD y iD) para construir una tabla con estos valores.

Parte 1.2 Medir el voltaje y la corriente sobre el diodo con la polaridad del diodo invertida.

Parte 1.3 Realizar una grfica de la curva caracterstica del diodo.

7. CUESTIONARIO.

1. Cul es la relacin tensin corriente en el diodo de unin? 2. Cul es la diferencia entre un diodo de Silicio y uno de Germanio en cuanto a la corriente de fugas? 3. La cada de voltaje en un diodo en conduccin aumenta o disminuye cuando aumenta la

temperatura?

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RECTIFICACIN DE ONDA Y FILTRADO 1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer la teora de funcionamiento de un rectificador de onda y del filtro con capacitor


Estudiar el funcionamiento de un rectificador de onda.

Entender los efectos producidos por el filtrado sobre el voltaje en la carga y en el diodo rectificador.


1 Fuente de alimentacin 1 Multmetro 1 Bread board 1 Diodo de silicio 1N4001

1 Resistencia de 1K 1 Osciloscopio 1 Generador de Seal 1 Transformador 220VAC a 9VA 12VAC 15VAC 4. TECNICA O PROCEDIMIENTO

Parte 2.1. Para el rectificador de media onda mostrado en la figura 1. con un voltaje de entrada

Vi= 5sen (628.32 t )

Calcular el voltaje de salida VL teniendo en cuenta que se trata de un diodo de Silicio y dibujar la forma de onda de salida esperada

Vi

fig.1 Diagrama


VL

RL1k

D

1N4007

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Emplear el circuito de rectificador de onda que se muestra en la figura 1 con un voltaje de entrada (Vi) producido por un generador de onda senoidal que obedece a la ecuacin mencionada anteriormente. Sobre este circuito y empleando un osciloscopio, obtener las grficas de voltaje de entrada Vi y el voltaje sobre la carga VL indicando el valor pico en ambos voltajes y la frecuencia de estas seales. Empleando un multmetro, realizar la medicin del voltaje medio (o DC) sobre la carga y el valor (RMS) de Vi.

Parte 2.2 Realizar la Parte 2.1 empleando transformador 220 VCA a 9V, 12V, o 15V

Parte 2.3 Calcular el valor del capacitor C que se debe colocar en paralelo con la carga (R) para obtener un voltaje de ondulacin pico pico del 20 % del voltaje pico de entrada (Vip) para el circuito de la Parte 2.4 Con la ayuda del osciloscopio obtener la grfica del voltaje sobre la carga, indicando su valor pico, el valor pico a pico de ondulacin en la carga y su frecuencia. Empleando un multmetro, obtener el voltaje medio (o DC) sobre la carga.

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos. 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICO

Parte 2.1. Calcular el voltaje de salida VL teniendo en cuenta que se trata de un diodo de silicio.

Parte 2.2 Calcular el voltaje de salida VL empleando transformador 220 VCA a 9V,12V o 15V.

Parte 2.3 Calcular el valor del capacitor C que se debe colocar en paralelo con la carga (R). Parte 2.4 Graficar el voltaje sobre la carga, indicando su valor pico.

7. CUESTIONARIO 1. Cul es la relacin entre el voltaje pico y el voltaje eficaz en una seal sinusoidal? 2. Si una seal pico a pico de 20 volts se rectifica en el circuito utilizado en la prctica, cual

ser la seal pico de salida? 3. Cul es el valor medio de la seal rectificada?

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RECTIFICACIN DE ONDA COMPLETA Y FILTRADO 1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer la teora de funcionamiento de un rectificador de onda completa y del filtro con capacitor

2. COMPETENCIAS

El estudiante:

Estudiar el funcionamiento de un rectificador de onda completa.

Entender los efectos producidos por los cambios en la resistencia de carga sobre el voltaje de salida.

Comparara el comportamiento de un rectificador de onda completa con uno de 1/2 onda

3. MATERIALES, REACTIVOSY EQUIPOS 1 Multmetro 1 Breadboard 1 Osciloscopio 4 Diodos de silicio 1N4001

1 Resistencia de 10K 1 Transformador de 9V, 12V o 15V Capacitores de diseo

4. TECNICA O PROCEDIMIENTO

Parte 3.1 Emplear el circuito de rectificador de onda completa que se muestra en la figura 1 con un voltaje de entrada (Vi) producido por un transformador 220V a 12V de 50 Hz en CA. Sobre este circuito y empleando un osciloscopio, obtener las grficas de voltaje de entrada Vi y el voltaje sobre la carga VL indicando el valor pico en ambos voltajes y la frecuencia de estas seales. Empleando un multmetro, realizar la medicin del voltaje medio (o DC) sobre la carga y el valor (RMS) de Vi.

Parte 3.2 Obtener el valor del capacitor C que se debe colocar en paralelo con la carga (RL) para obtener un voltaje de rizado pico pico del 20 % del voltaje pico de entrada (Vip) para el circuito de la 2da. parte. Con la ayuda del osciloscopio obtener la grfica del voltaje sobre la carga, indicando su valor pico y el valor pico a pico de rizado en la carga, al igual que su frecuencia. Empleando un multmetro , obtener el voltaje medio (o DC) sobre la carga.

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICO

Parte 3.1 Obtener las grficas de voltaje de entrada Vi y el voltaje sobre la carga VL indicando el valor pico en ambos voltajes y la frecuencia de estas seales. Parte 3.2 Calcular el valor del capacitor C que se debe colocar en paralelo con la carga (RL)

fig.1 Diagrama Esquematico del

circuito

D1

D2 D3

D4

Vi

+

-

VL

RL10k

GUIAS DE PRCTICA ELECTRONICA Cdigo de registro: RE-10-LAB-029-001 Versin 1.0 UNIVERSIDAD DEL VALLE LABORATORIO DE ELECTRONICA BASICA I 7. CUESTIONARIO.

1. Cul es el valor medio de la seal rectificada? 2. Cmo afecta conectar el condensador en la salida de circuito? 3. Cmo afecta en el voltaje de rizado conectar un condensador de mayor valor? 4. A menor valor del condensador aumenta o disminuye el tiempo de conduccin del diodo?

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RELACIN VCE-iC EN EL TRANSISTOR

1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer la teora de funcionamiento del transistor BJT, las diferentes configuraciones bsicas de polarizacin.


Estudiar el funcionamiento de un transistor mediante la construccin de una familia de curvas en la salida para valores especficos en la corriente de entrada.

3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPO

1 Fuente de alimentacin DC doble 1 Multmetro 1 Transistor 2N3643 1 Breadboard Resistencias de diseo


Parte 4.1

En el circuito de la Fig. 1 calcular el valor de RB que

permita obtener una corriente de base de : iB = 10 A

NOTA: El valor comercial mas prximo para RB puede

producir un valor distinto de IB, de ser este el caso,

emplear este valor comercial e indicar el valor de IB que se

obtendr.

Desarrollo Manteniendo el voltaje de base fijo y con la resistencia RB calculada en el prrafo anterior se obtiene el valor de IB deseado, variar el voltaje de la fuente Vcc y medir el voltaje entre el colector y el emisor, al igual que la corriente de colector con el objeto de trazar la curva VCEiC. Empleando los valores de Vcc que varan desde 0.2V hasta 15V y con intervalos de 0.2V para realizar la siguiente tabla.

Vcc (V) VCE (V) IC (mA)

Parte 4.2

Realizar la 1ra parte para una corriente de base: iB = 30 A.

fig.1 Diagrama


Vcc

C

B

E+

-

5V

2N3643NPN

Rc 1k

RB


Parte 4.3 Trazar la grfica (en papel milimetrado) de la familia de curvas de iC en funcin de VCE para los distintos valores de iB empleados en las anteriores partes de esta Prctica de laboratorio.

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICO

Parte 4.1

Calcular el valor de RB que permita obtener una corriente de base de : iB = 10 A

Parte 4.2

Calcular el valor de RB para una corriente de base: iB = 30 A.

Parte 4.3 Trazar la grfica (en papel milimetrado) de la familia de curvas de iC en funcin de VCE.

7. CUESTIONARIO.

1. Qu tipo de polarizacin se utiliza en esta prctica? 2. El punto de operacin del transistor en esta configuracin varia poco, mucho o nada con el cambio de beta?


INVERSOR BJT 1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer la teora de funcionamiento del transistor BJT, las diferentes configuraciones de polarizacin y la operacin del inversor.

2. COMPETENCIAS

Analizara el funcionamiento de un circuito inversor BJT.

obtendr la grfica de la caracterstica de transferencia del inversor BJT 3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPO

1 Fuente de alimentacin 1 Osciloscopio 1 Generador de seales 1 Multmetro 1 Breadboard 1 Transistor 2N3643 Resistencias de Diseo


Parte 5.1

En el circuito de la Fig. 1 calcular el valor mnimo y mximo en el voltaje de entrada VIN de modo que el transistor BJT se encuentre en la regin activa. Calcular el valor de entrada que hace que VCE est en el punto medio de la recta de carga. Armar el circuito, conectar la fuente de alimentacin doble utilizando los valores calculados anteriormente y medir el voltaje VCE , comentar las diferencias existentes entre el valor medido y el valor calculado.

Parte 5.2 Al circuito de la Fig. 1 aplicar una seal de voltaje senoidal a la entrada de 500 Hz con amplitud y polarizacin apropiadas (empleando el generador de seales) de modo que esta se encuentre entre el valor mximo y mnimo calculados en la 1ra.Parte como indica la Fig. 2

Utilizar el offset del generador para polarizar la entrada del transistor

Sobre este circuito y con ayuda del osciloscopio, obtener una grfica del voltaje de salida VOUT su amplitud pico a pico y su componente CD.

Empleando ambas puntas de osciloscopio, obtener la grfica de la componente de AC VOUT sobre la de VIN.

fig.1 Diagrama


C

B

E

Vout

Vcc

12V

Vi

+

-

+

-

2N3643NPN

Rc 1k

RB

47k

Vin

Vin max

Vin min

Vin

t

Fig 2. Voltaje de entrada senoidal con polarizacin.


Colocar el osciloscopio en el modo X-Y y obtener la relacin de transferencia entre VOUT y VIN [ VOUT=f(VIN) ]

Parte 5.3 Aumentar la amplitud de VIN de modo que la seal resultante sobrepase los voltajes mximos y mnimos obtenidos en la 1ra. Parte en un mnimo de 1V y con el osciloscopio en el modo de trazado X-Y , obtener la relacin de transferencia entre VOUT y VIN [ VOUT=f(VIN) ] bajo estas condiciones de VIN.

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICO Parte 5.1

Calcular el valor mnimo y mximo en el voltaje de entrada VIN de modo que el transistor BJT se encuentre en la regin activa.

Parte 5.2

Empleando ambas puntas de osciloscopio, obtener la grfica de la componente de AC VOUT sobre la de VIN.

Parte 5.3 Con el osciloscopio en el modo de trazado X-Y , obtener la relacin de transferencia entre VOUT y VIN [ VOUT=f(VIN) ]

7. CUESTIONARIO

1. En la configuracin del circuito que tipo de polarizacin se est utilizando? 2. La seal de salida de este circuito est en fase con la entrada? 3. Cul es la expresin de la ganancia del circuito?


SEGUIDOR DE VOLTAJE BJT 1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer la teora de funcionamiento del transistor BJT, las diferentes configuraciones de polarizacin y la operacin del seguidor de voltaje para pequea seal.


Analizara el funcionamiento de un circuito seguidor BJT.

Obtendr la grafica de la caracterstica de transferencia del seguidor BJT.

Calculara la relacin entre la corriente sobre la carga y la corriente suministrada por la fuente de seal.


1 Fuente de alimentacin 1 Osciloscopio 1 Generador de seales 1 Multmetro 1 Breadboard 1 Transistor PN2222 Resistencias de diseo


Parte 6.1 Calcular el valor mnimo y mximo en el voltaje de entrada VIN de modo que el transistor BJT se encuentre en su regin activa.

Vin

RB

10kohm

RE

10kohm

Q1

Vcc

+12V

Vo

Obtener la caracterstica de transferencia VOUT=f(VIN) completa, para el circuito seguidor de voltaje BJT de la figura 1. Variando el voltaje de entrada desde el valor Vin(mnimo) hasta el valor Vin(mximo) cada 0,5 V, llenar la siguiente tabla:


N Vin VO(Teorico) VO(Lab)

1 Vin(min)

2 Vin(min)+0,5

3 Vin(min)+1,0

4 Vin(min)+1,5

5 Vin(min)+2,0

6 Vin(min)+2,5

7 Vin(min)+3,0

.

N Vin(mximo)

Con los datos obtenidos graficar Vin vs Vout en papel milimetrado. Parte 6.2. En el circuito de la Figura 1 fijar Vin en el valor medio calculado en la primera parte y aplicar una seal de voltaje a la entrada con el generador seal que ser senoidal de 500 Hz con amplitud y polarizacin apropiadas de modo que esta se encuentre entre el valor mximo y mnimo calculados en la 1ra.Parte como indica la Fig. 2.

Sobre este circuito y con ayuda del osciloscopio, obtener una grfica del voltaje de salida VOUT su amplitud pico a pico y su componente CD.

Empleando ambas puntas de osciloscopio , obtener la grfica de la componente de AC VOUT sobre la de VIN.

Colocar el osciloscopio en el modo X-Y y obtener la relacin de transferencia entre VOUT y VIN [ VOUT=f(VIN) ]

Parte 6.3. Aumentar la amplitud de VIN de modo que la seal resultante sobrepase los voltajes mximos y mnimos obtenidos en la 1ra. Parte en un mnimo de 1V y con el osciloscopio en el modo de trazado X-Y , obtener la relacin de transferencia entre VOUT y VIN [ VOUT=f(VIN) ] bajo estas condiciones de VIN.

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos

Vin

Vin max

Vin min

Vin

t

Fig. 2. Voltaje de entrada senoidal con polarizacin.

GUIAS DE PRCTICA ELECTRONICA Cdigo de registro: RE-10-LAB-029-001 Versin 1.0 UNIVERSIDAD DEL VALLE LABORATORIO DE ELECTRONICA BASICA I 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICO

Parte 6.1 Calcular el valor mnimo y mximo en el voltaje de entrada VIN de modo que el transistor BJT se encuentre en su regin activa.

Parte 6.2.

Obtener una grfica del voltaje de salida VOUT su amplitud pico a pico y su componente CD. Obtener la grfica de la componente de AC VOUT sobre la de VIN.

Parte 6.3. Obtener la relacin de transferencia entre VOUT y VIN [ VOUT=f(VIN) ]

7. CUESTIONARIO.

1. Cul es la ganancia aproximada del seguidor de voltaje? 2. Cul es la caracterstica principal de este circuito en cuanto a las impedancias?


AMPLIFICADOR EMISOR COMN BJT

1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer la teora de funcionamiento del transistor BJT, las diferentes configuraciones de polarizacin y la operacin del amplificador para pequea seal.


Analizara el funcionamiento de la configuracin emisor comn BJT.

obtendr la grfica de la caracterstica de transferencia del amplificador emisor comn BJT. 3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS

1 Fuente de alimentacin DC doble 1 Osciloscopio 1 Generador de seales 1 Multmetro 1 Transistores PN2222 1 Breadboard Resistencias de diseo


Rc

Re

R1

R2

RL

2.2kohm

C1

10uF

C2

10uF

C3

10uF

Vs

Q1

Vcc=15V

Vo

Para el anterior circuito disear el mismo para cumplir las siguientes condiciones: ICQ= 3mA, VCEQ = 8 V; ganancia de tensin AV > 20, Determinar la excursin simtrica mxima

Parte 7.1 En la prctica completar la siguiente tabla

Vcc VCE VC VE

Terico

Prctico


Parte 7.2. Obtener la caracterstica de transferencia VOUT=f(VIN) completa, para la configuracin emisor comn completando la siguiente tabla para una seal de 5 KHz

Vin (mV) 10 20 40 50 60 70 80 90 100 110

Vout (V)

Vin (mV) 120 130 140 150 160 170 190 200 210 220

Vout (V)

Parte 7.3. Para una amplitud de entrada constante de tal manera que la salida est en la zona lineal, completar la siguiente tabla

Frecuencia (HZ) 100 200 500 1K 2K 5K 10K 20K 50K 100K

Vin (mV)

Vout (V)

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos. 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS

Parte 7.1 completar la tabla con valores tericos y practicos

Parte 7.2. Completando la tabla para una seal de 5 KHz Obtener la caracterstica de transferencia VOUT=f(VIN).

Parte 7.3. Completar la tabla para una amplitud de entrada constante.

7. CUESTIONARIO

1. En la configuracin del circuito la ganancia de voltaje tiene un valor alto o bajo? 2. Cul es la expresin de la ganancia del circuito?


AMPLIFICADOR EMISOR COMN BJT CON

RESISTENCIA DE EMISOR 1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

El alumno debe conocer la teora de funcionamiento del transistor BJT, las diferentes configuraciones de polarizacin y la operacin del amplificador para pequea seal.

2. COMPETENCIAS

El estudiante: Analizara el funcionamiento de la configuracin emisor comn BJT. Con resistencia de emisor. Obtendr la grfica de la caracterstica de transferencia del amplificador emisor comn BJT.

3. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPO

1 Fuente de alimentacin DC doble 1 Osciloscopio 1 Generador de seales 1 Multmetro 1 Breadboard 1 Transistores 2N2222 Resistencias de diseo Capacitores de diseo


Rc

2.7kohm

Re

0.22kohm

R1

R2

RL

2.2kohm

C1

10uFC3

10uF

Vs

Q1

Vcc=15V

Vo

Para el anterior circuito disear el mismo con polarizacin estable tal que VCEQ = 8 V. Determinar la ganancia de tensin AV y la excursin simtrica mxima, con este ltimo valor determinar la amplitud mxima de la seal de entrada para tener un excursin simtrica mxima.


Parte 8.1 En laboratorio completar la siguiente tabla

Vcc VCE VC VE

Terico

Prctico

Parte 8.2 Obtener la caracterstica de transferencia VOUT=f(VIN) completa, para la configuracin emisor comn completando la siguiente tabla para una seal de 5 KHz

Vin (mV) 10 20 40 50 60 70 80 90 100 110

Vout (V)

Vin (mV) 120 130 140 150 160 170 190 200 210 220

Vout (V)

Parte 8.3 Para una amplitud de entrada constante de tal manera que la salida est en la zona lineal, completar la siguiente tabla.

Frecuencia (HZ) 100 200 500 1K 2K 5K 10K 20K 50K 100K

Vin (mV)

Vout (V)

Para el informe presentar los clculo realizados en el preinforme, clculo de la ganancia del amplificador.

Con los datos obtenidos en la segunda parte graficar en papel milimetrado VOUT=f(VIN). Calcular la ganancia del amplificador y graficarla. Expresar las conclusiones de esta parte en funcin de lo esperado y los resultados obtenidos.

Con los datos obtenidos en la tercera parte graficar en papel semi logartmico AV=f(Frecuencia).

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA La prctica tendr una duracin 100 minutos 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS

Parte 8.1 Completar la tabla con valores tericos y prcticos. Parte 8.2 Completar tabla para una seal de 5 KHz y Obtener la caracterstica de transferencia VOUT=f(VIN).


Parte 8.3 Completar la tabla para una amplitud de entrada constante.

7. CUESTIONARIO

1. Cul es la expresin aproximada de la ganancia del circuito, para un clculo rpido de la misma? 2. Cul es la expresin completa de la ganancia del circuito? 3. Qu tipo de polarizacin utiliza este circuito?

4. La ganancia de este circuito es: a) Poco dependiente de beta b) Muy dependiente de beta c) Completamente independiente de beta

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