Practica1 Polarizacion Del BJT Informe Practica 1

Electrónica II

UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERIA

LABORATORIO DE ELECTRONICA II

Informe de la practica Nº1 Polarización del Transistor BJT

Integrantes: Daza Henry C. I.: 21098368 Sec: Rodríguez Andres C. I.: 20181206 Sec: 76

Tovar Máximo C. I.: 20083743 Sec: 76

Fecha 26/12/2012

Prof. Mari Luz Simanca1

Electrónica II

TRABAJO PRÁCTICO N° 1. Polarización del Transistor BJT

CUESTIONARIO

1. Justificar por qué un cambio de provoca un desplazamiento del punto de trabajo.

Esto se debe que bajo cualquier polarización en la que se encuentre un transistor , se

cumple la relación IC = βIB ;donde IB es una constante, lo cual implica que al variar β

También varia IC y por consiguiente también lo hará VCE.Como estas 3 variables

(IB,IC,VCE) conforman el punto de operación sobre la recta de carga, al cambiar dos de

ellos este punto de trabajo (Q) también lo hará.

2. Determine la zona de operación del transistor fijando el rango de variación de las

variables de salida. ¿Qué variable y con qué valor determina la saturación del

transistor?

La saturación de transistor se determina con la variable VBC (voltaje base-colector),

lo cual este debe estar en unión directa donde VBC ≥ 0,7V y la corriente del colector

debe ser mayor que cero (IC>0), igual que la corriente de base (IB>0), y el voltaje

colector emisor debe ser VCE<0,2V.bajo estas condiciones el transistor esta

trabajando en la región de saturación.

¿ y el corte del transistor ?

En la región de corte ambas corrientes de base y colecto) son nulas, por lo tanto las

variables que definen esta región de operación son: VBE (voltaje base-emisor) que

debe estar polarizado en inverso (VBE<0,7V) y VBC debe estar en inverso (VBC<0,7V).

bajo estas condiciones el transistor operara en región corte.

3. ¿Por qué las condiciones de corte y saturación determinan la recta de carga para un

circuito concreto?.

Porque estas regiones son las que se encuentran mas cerca de los ejes

coordenados (cuyos ejes son corriente colector vs voltaje emisor-colector).con la


Electrónica II

condición de corte tomamos IC=0 y obtenemos el eje de las abscisas, y tomando la

condición de saturación (VCE=0), se obtiene el eje de lar ordenadas.

4. ¿Por qué es inestable la polarización fija?

Porque la corriente de colector tiende a provocar un aumento en la temperatura de

la unión del colector, lo cual revierte en un aumento de la corriente inversa de

saturación, donde provoca que IC crezca. Este proceso ininterrumpido puede

volverse acumulativo , lo cual puede derivar en que el punto de operación salga de

la región de trabajo deseado, o en el q se dañe el transistor debido a que no hay

algún elemento en el circuito que permita mantener constante el valor de la corriente

de colector (IC).

5. Exponer en forma resumida el comportamiento del circuito, de polarización fija y de

autopolarización, ante un posible incremento de .

Ante un incremento de β en el circuito de polarización fija, como IB, se mantiene

constante e IC aumenta; esto es debido a que no hay algún elemento circuital bajo

esta pólarizacion que nos permita mantener la corriente del colector estable.

En cambio; al aumentar β en un circuito de autopolarizacion debido a su diseño se

coloca una resistencia en el emisor , esto implica que hay un potencial en esa

resistencia (RE), la cual a su vez, disminuiría la corriente de base (IB), y por

consiguiente se mantiene estable el circuito mediante a los parámetros que lo

forman, se complementan.

PROBLEMAS

Problema N.1:

En el siguiente circuito considere los siguientes datos: Ra = 47 kΩ; Rb = 33 kΩ; Re = 1,5

kΩ; VCC = 20 V; hFE = 150; VBE = 0,7 V


Electrónica II

a) Estime VSal considerando despreciable la corriente de

base (IB ).

VSal = 7,55 V

b) Calcule VSal sin despreciar la corriente de base (IB ).

VSal = 6,955 V

c) Determine hFEmín necesario que asegure un error menor del

1% en el cálculo de VSal..

hFEmín= 148,4979

Problema N. 2:

Para el siguiente circuito:

a) Polarice el transistor para IC = 5 mA, VCE = 4 V, considerando

que: hFE = 150

b) Determine el punto de funcionamiento estático para los siguientes valores del hFE:

hFEMín = 100 hFEMáx = 300 Estado de Q

IC =3,33mA IC =10mA Activo directo

VCE=9,34V VCE= -12V Saturación

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 1

Objetivos:

- Estudio de la polarización.


R1 = 3,2KΩ

R2= 579KΩ

Electrónica II

- Estudio de la estabilidad de la polarización.- Rectas de carga estática y dinámica.

Preparación Previa:

1. Polarización Fija. Determine la polarización del transistor de la Figura 1.

Datos: Ra= 470 kΩ, Rc= 1 kΩ, VCC=12V, hFE =180, Cg = 22µF

2. Verifique los resultados anteriores, utilizando el programa “Orcad-Spice”.


IC = 4,3276mA

VCE= 7,6723V

Electrónica II

Coloque aquí la gráfica de la corriente IC

(VER EN ANEXOS )

Coloque aquí la gráfica del voltaje VCE

(VER EN ANEXOS)

3. Autopolarización. Determine la polarización del transistor de la Figura 2.

Datos: Ra= 22 kΩ, Rb = 18KΩ, Rc= 470Ω, Re = 1 kΩ, VCC=12V, hFE =180, Cg=22µF,

Cs=100µF

IC = 5,5631mA

VCE= 3,7912V


Electrónica II

4. Verifique los resultados anteriores, utilizando el programa “Orcad-Spice”.

Coloque aquí la gráfica de la corriente IC

(VER ANEXOS)

Coloque aquí la gráfica del voltaje VCE

(VER ANEXOS)

5. Obtenga el valor de la posible variación para la corriente del colector del circuito de

la figura 2, ∆IC, utilizando la siguiente ecuación y verificando los parámetros con las

características dadas por el fabricante (Considere el transistor 2N3904, ver anexo A)

ΔICIC

=(1+RBRE )( Δββ1 β2

+ΔIC 0

IC )− 1RE

ΔV BEIC Nota: revisar el anexo B

∆IC = 0,0853A


Electrónica II

Actividades:

Para el circuito de la Figura 1:

1. Verifique experimentalmente la polarización del transistor.

IC = 5,81mA VCE= 6,02V

Justifique cualquier diferencia con los cálculos teóricos.

En los cálculos teóricos la corriente del colector dio mas pequeña, en tanto el voltaje del

colector-emisor dio mayor. Esto se debe a que el transistor usado en el protoboard ,

posee un β mas grande que en el de los cálculos teóricos. Aprox. El transistor que se uso

en el montaje es de β=250.

Incremente el valor de Vcc en una pequeña cantidad. ¿Qué relación existe entre este

incremento y el nuevo valor de Ic?

Al incrementar el valor de Vcc, la corriente IC aumenta ya que se requiere una mayor

cantidad de amperios para polarizar al transistor (para que opere en activo directo), y con

eso aumenta la corriente de colector máxima que puede soportar el transistor.

2. Cambie el transistor por otro y repita el punto anterior.

IC = 5,38mA VCE= 6,54v

Explique si se observa o no algún cambio en el punto de operación.

Cambia el punto de operación porque, al cambiar VCE e IC, se están cambiando los

parámetros del punto de operación (IB, IC, VCE). Al aumentar VCE el punto de operación

se dezplaza mas hacia la región de activo directo.

3. Recta de carga y punto de funcionamiento estático. Inyecte una señal sinusoidal

de 10kHz a la entrada. Con el osciloscopio en modo X-Y, conecte en el canal X una

señal proporcional a -VCE y en el canal Y una señal proporcional a IC.

IC


Electrónica II

¿Qué observa?:

se observa un punto en la pantalla del osciloscopio, lo cual ese es el punto d operación

del transistor. Si se le inyecta la señal A.C directamente al osciloscopio de observa una

recta que pasa por ese punto , lo cual esa es la recta de carga del transistor.

Si desconecta momentáneamente el generador de señal, ¿Qué es lo que ve en el

osciloscopio?,

Si se mantiene la señal D.C, la recta de carga desaparece y solo queda un punto en la

pantalla, eso comprueba la invariabilidad de la componente D.C que esta actuando en

el transistor.

¿Concuerdan los datos experimentales con lo que usted esperaba?

Concuerda ya que el objetivo es que el transistor trabaje u opere en la región de activo

directo, donde es la región donde el transistor opera con mayor linealidad, donde

cualquier cambio en la señal de entrada, produzca un cambio proporcional en la salida

del mismo. Nótese que los valores de corriente del colector y voltaje colector-emisor

están muy por debajo de sus valores máximos permitidos, esto facilita el

funcionamiento del mismo, y no se produce una distorsión de la región de operación.

Para el circuito de la Figura 2:

4. Verifique experimentalmente la polarización del transistor de la figura 2.

IC = 5,1mA VCE= 4,26V

Justifique cualquier diferencia con los cálculos teóricos.


Electrónica II

En los cálculos teóricos la corriente del colector dio mayor , en tanto el voltaje del

colector-emisor dio menor. Esto se debe a que el transistor usado en el protoboard ,

posee un β mas diferente que en el de los cálculos teóricos.

Incremente el valor de Vcc en una pequeña cantidad. ¿Qué relación existe entre este

incremento y el nuevo valor de Ic?

Al incrementar el valor de Vcc, la corriente IC aumenta ya que se requiere una mayor

cantidad de amperios para polarizar al transistor (para que opere en activo directo), y con

eso aumenta la corriente de colector máxima que puede soportar el transistor.

5. Cambie el transistor por otro y repita el punto anterior.

IC = 3,45mA VCE= 6,7V

Explique si se observa o no algún cambio en el punto de operación.

Cambia el punto de operación porque, al cambiar VCE e IC, se están cambiando los

parámetros del punto de operación (IB, IC, VCE). Al aumentar VCE el punto de operación

se dezplaza mas hacia la región de activo directo.

6. Recta de carga y punto de funcionamiento estático. Inyecte una señal sinusoidal

de 10kHz a la entrada. Con el osciloscopio en modo X-Y, conecte en el canal X una

señal proporcional a -VCE y en el canal Y una señal proporcional a IC.

IC


Electrónica II

VCE

¿Qué observa?:

se observa un punto en la pantalla del osciloscopio, lo cual ese es el punto d operación

del transistor. Si se le inyecta la señal A.C directamente al osciloscopio de observa una

recta que pasa por ese punto , lo cual esa es la recta de carga del transistor.

Si desconecta momentáneamente el generador de señal, ¿Qué es lo que ve en el

osciloscopio?,

Si se mantiene la señal D.C, la recta de carga desaparece y solo queda un punto en la

pantalla, eso comprueba la invariabilidad de la componente D.C que esta actuando en

el transistor.

¿Concuerdan los datos experimentales con lo que usted esperaba?

Concuerda ya que el objetivo es que el transistor trabaje u opere en la región de activo

directo, donde es la región donde el transistor opera con mayor linealidad, donde

cualquier cambio en la señal de entrada, produzca un cambio proporcional en la salida

del mismo. Nótese que los valores de corriente del colector y voltaje colector-emisor

están muy por debajo de sus valores máximos permitidos, esto facilita el

funcionamiento del mismo, y no se produce una distorsión de la región de operación.

7. Compare los resultados obtenidos. ¿Encuentra alguna diferencia entre los dos

circuitos analizados?


Electrónica II

Ambos circuitos son diferentes, ya que el de polarización fija es alimentado por una sola

fuente, en cambio en el circuito autopolarizado equivale a dos fuentes de alimentación

(equivalente de thevenin visto desde la base del transistor). Al tener resistencia en el

emisor el circuito autopolarizado, disminuye el voltaje colector-emisor , por la caída de

tensión que dicha resistencia suministra, lo cual también disminuye la corriente de base,

en cambio en el de polarización fija como no hay una resistencia en el emisor, y ambas

resistencias son alimentadas por una misma fuente , la corriente del colector tiende a

aumentar, por efecto de temperatura y parámetros circuitales, donde la corriente del

colector permanece constante. En conclusión el circuito autopolarizado resulta ser mas

estable que el circuito de autopolarizacion

En cuanto a la estabilidad del punto de operación compare ambos circuitos:

El punto de operación del circuito autopolarizado es mas estable que el de la polarización fija,

porque como, el segundo siempre tiende a aumentar la corriente de colector, llega un momento en

el que el valor d la corriente esta próximo a su valor máximo permitido, en esta circunstancia la

región de operación tiene a distorsionarse, haciendo un mal funcionamiento del transistor, incluso

hasta daños en el dispositivo, en cambio el autopolarizado, como tiene una caída de potencial

controla el valor de la corriente de base que a su vez la corriente del colector si este opera en

activo directo que es la región de operación, en la cual se trabaja mas con el dispositivo. Al

mantener controlado los parámetros del circuito (IB, IC, VCE), se mantiene estable el punto de

operación, evitando que se traslade hacia zonas que distorsionen la región de operación, y d una

región a otra. Por lo tanto el circuito autopolarizado tiene un punto de operación mas estable que

el de polarización fija.


Electrónica II

______________________________ _______________________________

Firma del Estudiante Firma del profesor

Fecha: __/__/__

CORRIENTE COLECTOR VS TIEMPO POLARIZACION FIJA


Electrónica II

VOLTAJE COLECTOR-EMISOR POLARIZACION FIJA


Electrónica II

CORRIENTE COLECTOR VS TIEMPO AUTOPOLARIZADO


Electrónica II

VOLTAJE COLECTOR-EMISOR AUTOPOLARIZADO


Electrónica II


Practica1 Polarizacion Del BJT Informe Practica 1

Documents

Transcript of Practica1 Polarizacion Del BJT Informe Practica 1