Control de Fase Indirecta

7/24/2019 Control de Fase Indirecta

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PREPARAORIO 5

CARRERA DE INGENIERA ELCTRICA

LABORATORIO DE ELECTRONICA DE

Tema :

Realizado por:

Alumno (s): XAVIER ALEXANDER SEGURA GUERRERO

TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNTURA (TBJ)

Fecha de Entrega: 2007_/_11 /_07 f. _______________________________Ao mes da Recibido por:

__________________________________________________

AGOSTO 07 MARZO 08


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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

Laboratorio de Electrnica de Potencia.

Nombre: XAVIER ALEXANDER SEGURA GUERERO

PRACTICA N 5

TEMA: TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNTURA (TBJ)

1. OBJETIVO1.1. Disear el circuito de control para un transistor bipolar de juntura de potencia.1.2. Conocer las caractersticas de conmutacin transistor bipolar de juntura

2. MARCO TEORICO

Transistores bipolaresEl transistor es un dispositivo de tres terminales, a diferencia del diodo, que tiene dosterminales. Este consiste en un material de tipo p y uno de tipo n; el transistor consisteen dos materiales de tipo n separados por un material de tipo p (transistor npn) o en dosmateriales p separados por un material n (transistor pnp).

El emisor, capa de tamao medio diseada para emitir o inyectar electrones, estbastante contaminado. La base, con una contaminacin media, es una capa delgadadiseada para pasar electrones. El colector, capa grande diseada para colectarelectrones, est poco contaminado.

El transistor se puede concebir como dos uniones pn colocadas "espalda contraespalda", stas se denominan transistores bipolares de unin (BJT, bipolar funcintransistor).

TBJ TRANSISITOR BIPOLAR DE JUNTURA

Las curvas caractersticas predicen el funcionamiento de un TBJ. Hay tres curvas, unacurva caracterstica de la entrada, una curva caracterstica de la transferencia y unacurva caracterstica de salida.

CURVAS CARACTERSTICAS:

Los elementos con caractersticas no lineales son difciles de especificar por medio devalores fijos o funciones matemticas sencillas, de ah que, una de las mejores formasde hacerlo es mediante la representacin de familias de curvas en las constan losdiversos parmetros y su variacin en funcin de las condiciones a las que estn sujetos.

Los transistores son elementos con tres terminales, pero su uso corresponden a unaconfiguracin de cuatro, por lo que resulta indispensable que uno de ellos sea comn ala entrada y a la salida. Esta particularidad da como consecuencia el desarrollo de tres

configuraciones de circuitos que son: BASE COMN, EMISOR COMN Y


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COLECTOR COMN, siendo las dos primeras las ms generalizadas en cuanto al a laobtencin de caractersticas.

Las curvas caractersticas mencionadas se las puede obtener en forma esttica o enforma dinmica. La modalidad esttica consiste en armar un circuito en el que se puedeajustar los valores de corriente de entrada a valores fijos y variando punto a punto losvalores de la tensin en los terminales de salida, se puede observar la variacin de lacorriente en dichos terminales. Este mtodo es sencillo, bastante preciso y pococostoso, pero es incomodo debido al gran nmero de valores que deben ser ledos. Lascurvas caractersticas slo pueden ser utilizados luego de ser dibujados los resultados.

El mtodo dinmico es muy rpido y permite apreciar inmediatamente las curvas en lapantalla de un osciloscopio, pero requiere adicionalmente a ste, un mdulo llamadoTrazador de Curvas Caractersticas. En nuestro laboratorio disponemos de uno solode estos aparatos, por lo tanto, este ser utilizado por le profesor en forma demostrativa.En la presente prctica se obtendrn las curvas caractersticas en emisor comn con el

mtodo dinmico.CURVAS CARACTERSTICAS DE SALIDA

Para cada configuracin del transistor, emisor comn, base comn, colector comn lascurvas de salida son levemente diferentes. Una caracterstica de salida tpica para unTBJ en modo comn del emisor se demuestra a continuacin:

Despus de la curva inicial, las curvas aproximan una lnea recta. La cuesta o elgradiente de cada lnea representa la impedancia de la salida, para una corriente

particular de la base de la entrada. Se observa que para cada corriente de base, el grfico

es de colector comn, se tiene un valor de la corriente de salida, es til pensar que elTBJ puede ser utilizado como una fuente de corriente controlada por corriente.

CURVAS CARACTERSTICAS DE LA ENTRADA

Se necesita ver una curva caracterstica de la entrada tpica para una seal pequea TBJ.

El voltaje bajo del emisor Vbe se cotiza como 0.6Vo 0.7V ambos valores de V son unaaproximacin y el valor de Vbe entre esta gama.

CONFIGURACIN COMN DEL EMISOR:

Aqu el terminal del emisor es comn a la entrada y a la seal de salida. El arreglo esigual para un transistor de PNP. Utilizado en esta manera el transistor tiene las ventajas deuna impedancia media de la entrada, de la impedancia media de la salida, del aumento dealto voltaje y del alto aumento actual.

CONFIGURACIN DE LA BASE COMN:

Aqu la base es el terminal comn. Utilizado con frecuencia para los usos del RF. estaetapa tiene las caractersticas siguientes. Impedancia baja de la entrada, alto aumentoactual de la impedancia de la salida, de la unidad (o menos) y aumento de alto voltaje.

CONFIGURACIN DEL COLECTOR COMN:


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Esta ltima configuracin tambin se conoce ms comnmente como el seguidor delemisor. Esto es porque la seal de entrada aplicada en la base "se sigue" absolutamente decerca en el emisor con un aumento del voltaje cerca de la unidad. Las caractersticasson una alta impedancia de la entrada, una impedancia muy baja de la salida, un aumentodel voltaje de la unidad (o menos) y un alto aumento actual. Este circuito tambin seutiliza extensivamente como impedancias que convierten de un "almacenadorintermediario" o para alimentar o conducir los cables largos o las cargas bajas de laimpedancia.

POLARIZACIN:

La polarizacin de un transistor implica establecer voltajes (VCE) y corrientes (IB, IC)directos que determinen un punto de trabajo o de operacin, el cual mantendr fijo esascaractersticas.

Los voltajes y corrientes directos de polarizacin deben estar dentro de los lmitesestablecidos por el fabricante, los cuales son:

VCE< VCE mx.

IC< IC mx

PCE< PCE mx

El punto de operacin podr estar ubicado dentro de tres regiones de trabajo, estas son:

Regin Activa o Lineal: La juntura BaseEmisor polarizada directamente y lajuntura BaseColector polarizada inversamente.

Regin de Saturacin: La juntura BaseEmisor polarizada directamente y lajuntura BaseColector polarizada directa.

Regin de Corte: La juntura BaseEmisor polarizada inversamente y la junturaBaseColector polarizada inversamente.

Si se desea que el transistor acte como amplificador el punto de trabajo debe ubicarseen la regin lineal de trabajo, en lo posible en la parte media de la recta de carga:

VCE= VCC IC(RC+ RE)

3. EQUIPOS Y MATERIALES Osciloscopio Fuente variable de 40V /1A. Fuente variable de 150V /15A.

Resistencia de 100/45W Grupo motor generador de DC


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4. PREPARATORIO

4.1 Disear un control PWM en base a un LM555 de 1 kHz con una fuente de 12 V

CONECCTION DIAGRAM

U1

1

DIS

7OUT

3

RST

4

8

THR

6

CON

5

TRI

2

GND

VCC

LM555CH

R1

R2

C2

0.01uFC3

VCC

CRt 21 693.0= ; CRRt )(693.0 212 +=

21 ttT += ; Tf

1= ; Ciclo de trabajo = Tt /2

kR 11 ; + MRR 6.621 ; pFC 500

Para el ciclo de trabajo de 1 kHzCiclo de trabajo = 9.0/2 =Tt

mstmst 1.09.0 12 == Asumo uFC 1.0=

=

== ku

mRCRt 4430.1

1.0

1.0693.0693.0 221

Sea = kR 22


6/9

=

== ku

mRCRt 98.210

1.0

9.0693.0693.0 112

Sea = kR 22

= kP 101

Forma de onda del PWM

Para que exista variacin del ciclo de trabajo se dispone del uso de un potencimetropara 2R

Forma de onda del PWM


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Este fue el diagrama utilizado para este punto de la prctica, la ventaja de utilizar elLM555 es que ste circuito integrado nos permite implementar directamente y de unamanera ms sencilla un PWM.

Con las resistencias y manipulamos la frecuencia con la que se quiere trabajar,con los valores implementados se obtuvo una frecuencia de 1000 Hz; el potencimetro

regula el ancho de pulso, el capacitor produce la oscilacin necesaria, la

alimentacin fue de 12 V, y la salida, es decir, el PWM se lo obtiene a travs del pin 3.

1R 2R

3R 1C

4.2 Disear el circuito de la Figura 5.3 si la fuente de potencia a usarse es de 100Vy una resistencia de 100, tener en cuenta la potencia de la resistencia de la base.


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7.4

1

1Re

12.0.10

2.110

12

5.110

12

)(

3

8

100

7.1100

7.1100

100

0

42

31

241

43

==

==

=

==

==

==

+=

=

=

=

=

++=

++=

=

=

==

=

RR

RR

AIb

mAK

Ib

Rtr

tVVVV

VV

AI

AI

II

IRIRV

IRIRV

VV

R

VVI

VVV

VVV

CCCECCCE

BE

B

SATC

SATC

MINSATB

CC

C

CECCC

BECECB

BECECB

CI

==

==

=

=

==

=

2.110

12

1010

100

100

0

R

R

VV

R

VVI

VVV

VVV

CC

C

CECCC

BECECB

BECECB

4.3 Disear el circuito de la Figura 5.4 si la fuente de potencia a usarse es de 100Vy una resistencia de 100, tener en cuenta la potencia de la resistencia de la base.


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=

=

>>

=

=

=

=

===

===

=

=

=

=

==

=

KR

RR

RR

KR

mAI

VVR

mA

I

I

II

I

R

VVI

VV

VVVVVV

E

BE

BE

B

MINSATB

CECCB

SATC

MINSATB

SATCC

SATC

L

CECCSATC

CC

BECECB

BECECB

27

10

7.2

75.299344.3

7.11244.31000

4405.3

4405.3983.0*5.3.3

983.0100

7.1100

100

0

2

BIBLIOGRAFA:

COUGHLIN, Robert Amplificadores Operacionales y Circuitos Lineales RASHID M., Electrnica de Potencia, Pretince - Hall. http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/cd40106b.pdf Hoja Gua Prctica 3. Laboratorio de Electrnica de Potencia

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