¨Electronica Analógica¨

Práctica N° 4:

Transistor

1.- OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA:

2.- PARTE TEÓRICA:

2.1.- Transistor. Definición:

Componente electrónico de 3 terminales que se utiliza para controlar el flujo de electrones. Al controlar la corriente electrónica se pueden obtener aplicaciones útiles, como ampliación, detección y oscilación.

El transistor se construye con materiales semiconductores de germanio y silicio formando así tres regiones semiconductoras en forma alternada las cuales se configuran en dos tipos (ver figuras 4.1 y 4.1):

Figura N° 4.1: Representaciones esquemáticas del Transistor tipo PNP

Figura N° 4.2: Representaciones esquemáticas del Transistor tipo NPN

P N P

N P N

Emisor

Emisor

Colector

Colector

Base

Base

2.2.1. Conexión de Transistores:

El colector y la base requieren de la misma polaridad con respecto al emisor.

El emisor se polariza directamente y el colector con polarización inversa.

2.2.1.1. Circuito Base Común (ver Figura 4.3):

- La base se emplea como referencia común.

- El emisor y colector se emplean como conexiones de entrada y de salida.

- La señal de la entrada es Ve (generador de c.a.).

- El voltaje de salida se representa o se desarrolla a través de una resistencia de carga (componente a la salida)

- Tiene una resistencia de entrada baja. Emisor-base debido a que el emisor esta polarizado directamente.

- Tiene una resistencia de salida alta colector-base debido a que el colector esta polarizado inversamente.

- Ic ≤Ie ; Vc >Ve (Amplifica el voltaje)

- Rs>>Re Re≈30Ω y Rs = 1MΩ

- Ps> Pe (Amplifica potencia)

- En fase señal de entrada y señal de salida.

Figura N° 4.3: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Base Común

2.2.1.2. Circuito Emisor Común (ver Figura 4.4):

- El emisor se emplea como referencia común.

- La base y el colector se emplean como conexiones de entrada y salida.

- El emisor se polariza directamente.

- El colector se polariza inversamente.

- La base se polariza directamente.

- Ie= Ic + IB ; donde Ic >> IB ( AMPLIFICA VOLTAJE Y CORRIENTE)

- Ps >> Pe. (Amplificador de potencia)

- Un transistor típico de baja potencia podrá obtener una resistencia de entrada de 1000 y 2000 Ω y una resistencia de salida de 50000 Ω a 60000 Ω

- Hay inversión de fase de la señal de salida con respecto a la entrada.

Figura N° 4.4: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Emisor Común

2.2.1.3. Circuito Colector Común (ver Figura 4.5):

3. El colector es el punto de referencia.4. El emisor y la base son las conexiones de entrada y salida.5. IE>>IB (amplifica corriente)6. VE<VB7. El voltaje de salida que aparece en el emisor es debido a que el dispositivo tiende a

mantener una caída de voltaje relativamente constante, en la juntura emisor-base.8. El voltaje de salida que aparece en el emisor del transistor tiende a seguir el voltaje de

entrada aplicado a la base. Por eso, el circuito. Colector común se denomina seguidor emisor.

9. No hay inversión de fase.

10. Re ≈varios cientos de miles de ohmios.11. Rs >Re (sirve de acoplador de fuentes de alta impedancia a cargas de baja impedancia)

puede realizar la misma función básica de un transformador adaptador de impedancias.

Figura N° 4.5: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Colector Común

Tabla N° 1: Características de las tres conexiones con transistores:

Característica Base Común Emisor Común Colector Común

Ganancia de Corriente

Menos de 1 30 -100 30 - 100

Ganancia de Voltaje 500 - 800 300 - 600 Menos de 1

Impedancia de Entrada

50 – 200 Ω 500 Ω - 1 KΩ 20 – 100 KΩ

Impedancia de Salida

300 KΩ 50 KΩ 500 Ω

Fase de entrada vs Salida

En Fase 180° fuera de fase En Fase

Parte practica

Experiencia 1

3.1-. Identificación y prueba de transistores

3.1.1.- Materiales necesarios:

1 MULTIMETRO1 Transistor 123 AP (NPN pequeño)1 Transistor de potencia 2N176 ( PNP grande )

Información básica:

Cuando se mide la resistencia del diodo semiconductor, encontró que la resistencia era alta en una dirección y baja en la otra. Ahora que mida los transistores, encontrara las mismas características ya que el transistor está compuesto por la unión de 2 diodos.

Con el multímetro podrá probar o identificar los diversos tipos de transistores, ya sea PNP o NPN y también podrá localizar si hay transistores defectuosos, midiendo la resistencia entre sus terminales o elementos.

3.1.2.- Desarrollo:

1 Identifique las terminales del transistor NPN 123AP en el manual de componentes electrónicos ECG (Cual es su base, emisor y colector). Y dibújelo.

2 Ajuste el milímetro a la escala de ohmios y aplique la punta de prueba negativa en la base del transistor. Tome nota de la lectura.

3 Aplique la punta de prueba positiva primero en el emisor y luego en el colector. Anote las medidas realizadas.

4 Invierta las puntas y realice los pasos 2 y 3

5 Aplique la punta de prueba negativa en el emisor y la punta de prueba positiva en el colector. La resistencia entre emisor y colector es:

6 Invierta las puntas y realice el paso 5. Tabule todos resultados obtenidos.

7 Realice las mismas pruebas con un transistor PNP de potencia (2N176). Y tabule los resultados.

8 Resuma sus conclusiones para la prueba de transistores.

9 Como será la prueba en transistores PNP. Explique.

Experiencia 2

3.2.- Medición de corriente del transistor. Transistor como interruptor :

3.2.1.- Materiales necesarios

1 Proto board.

1 Milímetro.

1 Transistor 123 AP (NPN).

1 Transistor de potencia (2N3055 NPN). Conector tipo caimán.

1 Lámpara.

1 Fuente 12 volt Ω.

1 resistor 60 - 80 Ω.

1 resistor 670 - 690Ω.

1 resistor 2.6 – 2.8 kΩ.

1 resistor de 26 – 28 KΩ

3.2.2.- Información básica:

Un transistor es un dispositivo capaz de controlar la corriente de entrada y obtener corrientes mayores a la salida.

3.2.3.- Pasos a realizar: Construirá circuitos básicos para medir corrientes, luego variara la polarización física y se utilizara un bombillo o lámpara para observar los cambios de corriente a la salida.

3.2.4.- Desarrollo:

.- Construya o monte el siguiente circuito (ver figura 4.6)

Figura N° 4.6: Conexión del transistor NPN sin conectar el colector

.- Seleccione la escala del multímetro para medir corriente D.C. Mida la corriente de base ¿cómo es la resistencia del circuito de entrada?

.- Monte el siguiente circuito.(ver Figura N| 4.7) Explique.

Figura N° 4.7: Conexión del transistor NPN polarizando entrada y salida.

.- Mida la corriente en el colector del transistor.

.- Construya el siguiente circuito (Figura N° 4.8) con el transistor de potencia (2N3055) NPN.

Figura N° 4.8: Conexión del transistor NPN polarizando solo la salida.

.- Observe el foco. ¿el foco enciende o no?

.- ¿Cómo es la resistencia del cto de salida? Explique.

.- Complete el circuito del transistor agregando en el circuito base al circuito de colector (ver Figura N° 4.9).

Figura N° 4.9: Conexión del transistor NPN actuando como sw.

.- Observe el foco y el valor de corriente y voltaje. Como es la luz del foco; tenue, brillante o muy brillante?

.- Varie la fuente de voltaje a 3 volt y responda las preguntas anteriores. Luego varié a 4,5 v, a 6 volt hasta que la luz del foco sea muy brillante. Realice una tabla de datos con los resultados obtenidos y saque conclusiones. Calcule la ganancia de corriente del transistor, Nota: La proporción de corriente en el colector depende de la ganancia de corriente del transistor (averiguar en el manual del ECG dicho valor).

Ic = ϐxIb ; Ic= corriente colector

Ib= Corriente base

ϐ= Ganancia