UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ENERGIA

LABORATORIO DE ELECTRONICA INDUSTRIAL

N 03

POLARIZACION TIPO H DEL TRANSISTOR

I. OBJETIVOS

Comparar cada una de las configuraciones del transistor en c.d.

Reforzar los conocimientos del transistor en polarizacin de CC.

Estudiar las ventajas o limitaciones en relacin a otros tipos de polarizacin.

II. FUNDAMENTO TEORICO

TRANSISTOR BJT

TRANSISTOR BIPOLAR Los transistores bipolares son de tipo NPN o PNP, ya que estn formados por dos semiconductores contaminados con impurezas de diferente polaridad. El transistor bipolar est formado por una unin PN y por otra NP, caracterstica que hace que un semiconductor de determinado tipo se encuentre entre dos de tipo opuesto al primero, como se muestra en la figura 1. Lo que se obtiene con esta configuracin es una seccin que proporciona cargas (de huecos o de electrones) que son captadas por otra seccin a travs de la seccin media. El electrodo que proporciona las cargas es el emisor y el que las recoge es el colector. La base es la parte de en medio y forma las dos uniones, una con el colector y otra con el emisor. Adems, la base controla la corriente en el colector. Este tipo de transistores recibe el nombre de transistores de unin.

Figura 1. Smbolos y diagramas de polarizacin para transistores de unin.

a-) PNP. b-) NPN.

- EMISOR.

La unin base-emisor se polariza en forma directa. Los valores del voltaje de polarizacin ms comunes son 0.3 v para el Ge y 0.7 v para el Si.

El emisor P del transistor PNP de la figura 1a inyecta huecos a su unin con la base. La direccin de la corriente de huecos en el emisor est sealada por la flecha que aparece en su smbolo. Cuando la flecha apunta hacia la base, la unin entre el emisor y ella es del tipo PN.

En el transistor de la figura 1b, el emisor inyecta electrones en la base. Por consiguiente, para un emisor de tipo N el smbolo es una flecha que seala en direccin contraria a la base y opuesta al flujo de electrones. en los smbolos para transistores, el emisor es el nico que tiene una flecha. Cuando sta apunta hacia la base, el transistor es PNP; en caso contrario, el transistor es NPN. En la prctica, todos los transistores pequeos utilizados en amplificadores de audio y RF son de tipo NPN, fabricados con silicio y con voltajes de polarizacin directa entre la base y el emisor de 0.6 v.

- COLECTOR.

La funcin de este electrodo es remover las cargas de su unin con la base. En la figura 1a, el transistor PNP tiene un transistor P que recibe huecos. En el transistor NPN de la figura 1b, el colector N recibe electrones.

La unin base-colector siempre tiene un voltaje con polarizacin inversa. Los valores ms frecuentes de este voltaje varan de 4 a 100 v. La polarizacin inversa impide el flujo de portadores mayoritarios del colector hacia la base. Sin embargo, en la direccin opuesta, de la base hacia el colector, el voltaje en este ltimo atrae las cargas en la base que proporciona el emisor.

- BASE.

La base separa el colector del emisor. La unin base-emisor tiene polarizacin directa y, por tanto, la resistencia del circuito del emisor es muy baja. La unin base-colector tiene polarizacin inversa y, por consiguiente, la resistencia del circuito del colector es muy grande.

- CORRIENTE DE COLECTOR.

El requisito final para que el transistor funcione es que el circuito base-emisor controle la corriente del colector. El emisor tiene una contaminacin considerable de impurezas con el fin de proporcionar portadores mayoritarios. Sin embargo, la base tiene una cantidad pequea de impurezas y es muy delgada, lo cual permite que las cargas puedan moverse hacia la unin con el colector. El voltaje en el colector es relativamente grande.

Como consecuencia de estos factores, prcticamente todas las cargas inyectadas a la base por el emisor circulan por el circuito del colector.

Es comn que entre un 98% y 99% de las cargas inyectadas por el emisor formen la corriente del colector Ic. El restante 1% y 2% pasa a formar la corriente de base Ib.

Por ejemplo, considrense las corrientes en un transistor NPN. El emisor N inyecta electrones en la base P. En ella, los electrones son portadores minoritarios.

Como consecuencia de las escasas impurezas contenidas en la base, muy pocos electrones pueden recombinarse con los huecos de la base. Cualquier nueva combinacin de cargas en la base genera una corriente de retorno Ib muy pequea, que circula de la base hacia el emisor.

En la unin base-emisor existe una concentracin muy alta de electrones libres gracias a la polarizacin directa. Como resultado de lo anterior, casi todos los electrones fluyen a lo largo de la base hacia la unin con el colector.Cuando seleccionamos un transistor tendremos que conocer el tipo de encapsulado, as como el esquema de identificacin de los terminales. Tambin tendremos que conocer una serie de valores mximos de tensiones, corrientes y potencias que no debemos sobrepasar para no destruir el dispositivo. El parmetro de la potencia disipada por el transistor es especialmente crtico con la temperatura, de modo que esta potencia disminuye a medida que crece el valor de la temperatura, siendo a veces necesario la instalacin de un radiador o aleta refrigeradora. Todos estos valores crticos los proporcionan los fabricantes en las hojas de caractersticas de los distintos dispositivos.Una forma de identificar un transistor NPN o PNP es mediante un polmetro: Este dispone de dos orificios para insertar el transistor, uno para un NPN y otro para el PNP. Para obtener la medida de la ganancia es necesario insertarlo en su orificio apropiado, con lo que queda determinado si es un NPN o un PNP.Zonas de funcionamiento del transistor bipolar ACTIVA DIRECTA: El transistor slo amplifica en esta zona, y se comporta como una fuente de corriente constante controlada por la intensidad de base (ganancia de corriente).Este parmetro lo suele proporcionar el fabricante dndonos un mximo y un mnimo para una corriente de colector dada (Ic); adems de esto, suele presentar una variacin acusada con la temperatura y con la corriente de colector, por lo que en principio no podemos conocer su valor. Algunos polmetros son capaces de medir este parmetro pero esta medida hay que tomarla solamente como una indicacin, ya que el polmetro mide este parmetro para un valor de corriente de colector distinta a la que circular por el BJT una vez en el circuito. SATURACIN: En esta zona el transistor es utilizado para aplicaciones de conmutacin (potencia, circuitos digitales, etc.), y lo podemos considerar como un cortocircuito entre el colector y el emisor. CORTE: El transistor es utilizado para aplicaciones de conmutacin (potencia, circuitos digitales, etc.), y podemos considerar las corrientes que lo atraviesan prcticamente nulas (y en especial Ic). ACTIVA INVERSA: Esta zona se puede considerar como carente de inters.

El transistor PNP es complemento del NPN de forma que todos los voltajes y corrientes son opuestos a los del transistor NPN.Para encontrar el circuito PNP complementario: 1. Se sustituye el transistor NPN por un PNP.2. Se invierten todos los voltajes y corrientes.

III. EQUIPOS , INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS A UTILIZAR

01 fuente DC ajustable

01 transistor 2N3904 01 potencimetro de 100 k - W

01 multmetro analgico o digital

01 protoboard

01 osciloscopio analgico o digital (no utilizado en el laboratorio mas si en la simulacin)

Resistencias de 3.9 K- 1/2 W, de 1 K- 1/2 W, de 100 - 1/2 W y de 2.7 K- 1/2 W

Software Multisim.

IV. PROCEDIMIENTO PARTE 1 ANALISIS DE CONTINUA Y PUNTO DE REPOSO

1. Implementa el siguiente circuito en el protoboard

2. Realice las siguientes comprobaciones resistivas antes de aplicar voltaje Base a tierra =2.59 k Colector a tierra=4.96 k Emisor a tierra= 97

3. Aplique voltaje y con RV1 Al maximo mida los voltajes Base a tierra = 770mV Colector a tierra=8.24V Emisor a tierra=143mV Vcr=6.42V

4. Aplique voltaje y con RV1 Al mnimo mida los voltajes Base a tierra = 2.28V Colector a tierra=1.5V Emisor a tierra=1.62V Vcr=13.2V

5. Reajuste el valor de RV1 de manera que al aplicar SEAL pueda lograrse la mxima excursin simtrica y mida:

6. Para la condicin de mxima excursin simtrica calcule ICQ=0.3A VCEQ=20V

7. Retire la alimentacin y desconecte el extremo que va a tierra en la resistencia del emisor. Aplique voltaje y vuelva a medir los voltajes. Base a tierra =NO EXISTE SEAL EN EL CIRCUITO

Colector a tierra= Emisor a tierra=

8. Anote sus observaciones sobre esta parte de la experiencia

Se observa que los valores para el caso de mxima resistencia los valores varan evidentemente en la simulacin. Los motivos desconocemos, sin embargo podemos plantear una hiptesis la cual consiste en que la mala conexin de los equipos pudo haber generado una mala seal o trasmisin de la energa proveniente de la fuente de poder.

Se concluye que tambin para ciertos casos los valores obtenidos en simulacin son altamente similares al de los experimentales.

Parte II

9. A partir del circuito medir las corrientes y simularlos con el multisim.

It=1,9mAIc=1.6mAIe=20uAIb=1.6mA

10. Calcular el beta y el alfa del transistor

= 80= 1

11. Resultados obtenidos de experimentacin

VccVceVeVrcVcVbeVb

Rmax8.1143mV6.428.240.63770mV

Rmin0.021.6213.21.50.82.28

ItIeIbIc

Rvmedio1.9mA1.6mA20uA1.6mA

V. CONCLUSIONES

Se concluye que los la teora obtenida en el desarrollo de clases se sustenta mediante la experimentacin en los laboratorios de electrnica industrial.

La aplicacin de estos equipos por ello es ampliamente utilizado en la industria del sonido.

VI. BIBLIOGRAFIA Y WEB

Electrnica y teora de circuitos Boystelad Robert 6ta Edicin

Gua de Laboratorio

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/transistores

http://www.asifunciona.com/fisica/af_transistors

http://es.wikipedia.org/wiki/trasnsis_? ./index