1. OBJETIVOS Comprender el funcionamiento de un circuito con u transistor incluido. Identificar las distintas curvas caractersticas de un transistor

2. INTRODUCCIONLos experimentos realizados en este mdulo contienen dos configuraciones de circuitos bsicos de transistores. Se trata del circuito de emisor comn y de colector comn. Los dos son muy similares en su diseo. La diferencia radica en que, en el circuito de emisor comn, la entrada se encuentra entre la base y el emisor y, la salida, entre el colector y el emisor (es decir, el emisor es el punto de referencia comn para las seales de salida y entrada). Por el contrario, la configuracin del colector comn presenta al colector como el punto de referencia comn para las seales de entrada y salida, con esta ltima conectada al emisor. Las propiedades de la tensin de ambos circuitos se mejoran integrando un bucle de realimentacin a travs del cual se recibe la seal de salida y se mezcla con la seal de entrada en la base. Un bucle de realimentacin se implementa por medio de un resistor (realimentacin resistiva) o con capacitores (realimentacin capacitiva). En el experimento siguiente se examinan los efectos de estos dos tipos de realimentacin.3. MARCO TERICO1.1. Transistor: El transistor, inventado en 1951, es el componente electrnico estrella, pues inici una autntica revolucin en la electrnica que ha superado cualquier previsin inicial. Tambin se llama Transistor Bipolar o Transistor Electrnico.El Transistor es un componente electrnico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automviles, ordenadores, etc.Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseo de circuitos electrnicos de reducido tamao, gran versatilidad y facilidad de control.

En la imagen siguiente vemos a la derecha un transistor real y a la izquierda el smbolo usado en los circuitos electrnicos. Fjate que siempre tienen 3 patillas y se llaman emisor, base y colector. Es muy importante saber identificar bien las 3 patillas a la hora de conectarlo. En el caso de la figura, la 1 sera el emisor, la 2 el colector y la 3 la base.

1.2. Funcionamiento del transistor:Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito: - En activa: deja pasar ms o menos corriente. - En corte: no deja pasar la corriente. - En saturacin: deja pasar toda la corriente.Para comprender estos 3 estados lo vamos hacer mediante un smil hidrulico que es ms fcil de entender.Lo primero imaginemos que el transistor es una llave de agua como la de la figura. Hablaremos de agua para entender el funcionamiento, pero solo tienes que cambiar el agua por corriente elctrica, y la llave de agua por el transistor y ya estara entendido (luego lo haremos). Empecemos.

En un transistor cuando no le llega nada de corriente a la base, no hay paso de corriente entre el emisor y el colector (en corte), funciona como un interruptor abierto entre el emisor y el colector, y cuando tiene la corriente de la base mxima (en saturacin) su funcionamiento es como un

interruptor cerrado, entre el emisor y el colector hay paso de corriente y adems pasa la mxima corriente permitida por el transistor entre E y C.

El tercer caso es que a la base del transistor le llegue una corriente ms pequea de la corriente de base para que se abra el transistor, entonces entre Emisor y Colector pasar una corriente intermedia que no llegar a la mxima.

Como ves el funcionamiento del transistor se puede considerar como un interruptor que se acciona elctricamente, por medio de corriente en B, en lugar de manualmente como son los normales. Pero tambin se puede considerar un amplificador de corriente porque con una pequea corriente en la base conseguimos una corriente mayor entre emisor y colector. Acurdate del smbolo y mira la siguiente figura:

1.2.1. Funcionamiento en corte: si no hay presin de agua en B (no pasa agua por su tubera), la vlvula est cerrada, no se abre la vlvula y no se produce un paso de fluido desde E (emisor) hacia C (colector).

1.2.2. Funcionamiento en activa: si llega algo de presin de agua a la base B, se abrir la vlvula en funcin de la presin que llegue, comenzando a pasar agua desde E hacia C.

1.2.3. Funcionamiento en saturacin: si llega suficiente presin por B se abrir totalmente la vlvula y toda el agua podr pasar desde el emisor E hasta el colector C (la mxima cantidad posible). Por mucho que metamos ms presin de agua por B la cantidad de agua que pasa de E hacia C es siempre la misma, la mxima posible que permita la tubera.

1.3. Polarizacin de un transistor.Polarizar es aplicar las tensiones adecuadas a los componentes para que funcionen correctamente.

Hay una gama muy amplia de transistores por lo que antes de conectar deberemos identificar sus 3 patillas y saber si es PNP o NPN. En los transistores NPN se deba conectar al polo positivo el colector y la base, y en los PNP el colector y la base al polo negativo.

La unin BASE-EMISOR siempre polarizado directamente, y la unin COLECTORBASE siempre polarizado inversamente.

1.4. Curva caracterstica de entrada y salida.

ROCEDIMIENTO:

1.5. PRIMERA EXPERIENCIA - CURVA CARACTERISTICA DE ENTRADA1.5.1. DIAGRAMA DEL CIRCUITO

1.5.2. EQUIPOS:

1.5.3. MONTAJE DEL CIRCUITO.

Curva caracterstica de entrada

1.5.4. EVALUACION DE LA PRIMERA EXPERIENCIA.

1.6. SEGUNDA EXPERIENCIA CURVA CARACTERISTICA DE SALIDA.1.6.1. DIAGRAMA DEL CIRCUITO.

1.6.2. MONTAJE DE LA SEGUNDA EXPERIENCIA.

CURVA CARACTERISTICA DE SALIDA

1.6.3. PREGUNTAS DE LA SEGUNDA EXPERIENCIA.

1.6.4. RESOLUCION DE LA EVALUACION.En la primera pregunta nos pide hallar la intensidad utilizando distintas tensiones calibradas con el potencimetro. Para esta pregunta solo utilizamos la ley de ohm que es:

Con una tensin de 0.5 V

Con una tensin de 0.75V

Con una tensin de 1 V

Con una tensin de 1.5 V

1.7. SEGUNDA EXPERIENCIA TRANSISTOR COMO CONMUTADOR.1.7.1. DIAGRAMA DEL CIRCUITO.

TRANSISTOR COMO CONMUTADOR

Se obtuvo la curva caracterstica del transistor como conmutador en la cual podemos observar que amplifica

Ntese las diferentes escalas de las ondas para poder apreciarlas mejor 1.7.2. EVALUACION SOBRE LA TERCERA EXPERIENCIA.

1.8. CIRCUITO DE EMISOR COMN (INVESTIGACIN)

Despus que un transistor se haya polarizado con un punto Q cerca de la mitad de la lnea de carga de cc, se puede acoplar muna pequea seal de ca en la base. Esto produce alternancias o fluctuaciones de igual forma y frecuencia en la corriente de colector. Por ejemplo si la entrada es

una onda sinodal con una frecuencia de 1 Khz, la salida ser una onda sinodal amplificada con una frecuencia de 1 Khz. El amplificador se llama lineal (o de alta fidelidad) sin no cambia la forma de la seal. Si la amplitud de la seal es pequea, el transistor solo usara una pequea parte de la lnea de carga y la operacin sea lineal.Por otra parte, si la seal de entrada es demasiado grande, las fluctuaciones en la lnea de carga excitaran al transistor a saturacin y corte. Esto cortara los picos de una onda sinodal y el amplificador ya no ser lineal. Si se escucha con mucha atencin una salida con un altavoz, se oir un sonido terrible porque la seal se distorsiona grandemente.Un capacitor de acoplamiento permite el paso de una seal de ca de un punto a otro.En un amplificador transistorizado, la fuente de cc proporciona corrientes y voltajes fijos. La fuente de ca produce fluctuaciones en estas corrientes y voltajes. La forma ms simple para analizar el circuito es la divisin del anlisis en dos partes: un anlisis de cc y un anlisis de ca. En otras palabras, puede usarse el teorema de la superposicin cuando se analicen amplificadores transistorizados.1.8.1. Circuitos equivalentes de Ca y CCEn seguida se enumeran algunos pasos para la aplicacin del teorema de la superposicin de circuitos transistorizados:a. Redzcase la fuente de ca a cero; esto significa poner en corto una fuente de voltaje o abrir una fuente de corriente. branse todos los capacitores. Al circuito restante se le llama circuito equivalente de cc. Con este circuito se pueden calcular los voltajes y corrientes en cc que se deseen.b. Redzcase la fuente de cc a cero; esto equivale a poner en corto una fuente de voltaje o abrir una fuente de corriente. Pngase en corto todos los capacitores de paso y de acoplamiento. Al circuito restante se le llama circuito equivalente de ca. Este es el circuito que se utiliza para el clculo de voltajes y corrientes de ca.c. La corriente total en cualquier rama del circuito es la suma de las corrientes de cc y ca que se encuentran presentes en esta rama; el voltaje total aplicado en cualquier rama es la suma de los voltajes de ca y cc que se encuentran aplicados a esa rama.Esta es la forma como se aplica el teorema de superposicin al amplificador de la figura.

Primero, se reducen todas las fuentes de ca a cero, se abren todos los capacitores y lo que quedas es el circuito que se tiene en la figura siguiente:

Este el circuito equivalente de cc. Esto es lo que realmente interesa en lo que respecta a voltajes y corrientes de cc. Con este circuito se pueden calcular los voltajes y corrientes fijos.

Seguidamente se pone en corto la fuente de voltaje y tambin los capacitores de acoplamiento y de paso; lo restante es el circuito equivalente en ca que se muestra en la figura:

Debe notarse que el emisor est a tierra de ca, debido a que el capacitor de paso est en paralelo con RE. As mismo, cuando la fuente de alimentacin de cc est en corto, pone a tierra un extremo de R1 y de Rc; dicho de otra manera, el punto de alimentacin de cc es una tierra de ca porque tienen una impedancia interna que se aproxima a cero. Con el circuito equivalente de ca que se indic en la figura puede calcularse cualquier voltaje y corriente de ca que se desee.1.8.2. CIRCUITO Y RECTA DE CARGAPara que una seal esa amplificada tiene que ser una seal de corriente alterna. No tiene sentido amplificar una seal de corriente continua, porque sta no lleva ninguna informacin. En un amplificador de transistores estn involucradas los dos tipos de corrientes (alterna y continua).La seal alterna es la seal a amplificar y la continua sirve para establecer el punto de operacin del amplificador. Este punto de operacin permitir que la seal amplificada no sea distorsionada. En el diagrama se ve que la base del transistor est conectada a dos resistores (R1 y R2).

Estos dos resistores forman un divisor de voltaje que permite tener en la base del transistor un voltaje necesario para establecer la corriente de polarizacin de la base.El punto de operacin en corriente continua est sobre una lnea de carga dibujada en la familia de curvas del transistor.Esta lnea est determinada por frmulas que se muestran.Hay dos casos extremos:- Cuando el transistor est en saturacin (Ic mx.), que significa que Vce es prcticamente 0 voltios y....- Cuando el transistor est en corte (Ic = 0), que significa que Vce es prcticamente igual a Vcc. Ver la figura.Si se modifica R1 y/o R2 el punto de operacin se modificar para arriba o para abajo en la curva pudiendo haber distorsin. Si la seal de entrada (Vin) es muy grande, se recortarn los picos positivos y negativos de la seal en la salida (Vout).

1. OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES.