ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

PREPARAORIO 5Tema :

Realizado por:

Alumno (s): Fecha de Entrega: 2007_/_11 /_07 f. _______________________________

Ao mes da Recibido por:

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AGOSTO 07 MARZO 08

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

Laboratorio de Electrnica de Potencia.

TEMA: TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNTURA (TBJ)

1. OBJETIVO

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

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

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

TBJ TRANSISITOR BIPOLAR DE JUNTURA

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

CURVAS CARACTERSTICAS:

Los elementos con caractersticas no lineales son difciles de especificar por medio de valores fijos o funciones matemticas sencillas, de ah que, una de las mejores formas de hacerlo es mediante la representacin de familias de curvas en las constan los diversos 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 una configuracin de cuatro, por lo que resulta indispensable que uno de ellos sea comn a la entrada y a la salida. Esta particularidad da como consecuencia el desarrollo de tres configuraciones de circuitos que son: BASE COMN, EMISOR COMN Y COLECTOR COMN, siendo las dos primeras las ms generalizadas en cuanto al a la obtencin de caractersticas.

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

El mtodo dinmico es muy rpido y permite apreciar inmediatamente las curvas en la pantalla de un osciloscopio, pero requiere adicionalmente a ste, un mdulo llamado Trazador de Curvas Caractersticas. En nuestro laboratorio disponemos de uno solo de 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 las curvas de salida son levemente diferentes. Una caracterstica de salida tpica para un TBJ en modo comn del emisor se demuestra a continuacin:

Despus de la curva inicial, las curvas aproximan una lnea recta. La cuesta o el gradiente 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 el TBJ 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 una aproximacin 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 es igual para un transistor de PNP. Utilizado en esta manera el transistor tiene las ventajas de una impedancia media de la entrada, de la impedancia media de la salida, del aumento de alto 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. esta etapa tiene las caractersticas siguientes. Impedancia baja de la entrada, alto aumento actual de la impedancia de la salida, de la unidad (o menos) y aumento de alto voltaje.CONFIGURACIN DEL COLECTOR COMN:

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

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 esas caractersticas.

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

VCE < VCE mx.

IC < IC mx PCE < PCE mxEl punto de operacin podr estar ubicado dentro de tres regiones de trabajo, estas son:

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

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

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

Si se desea que el transistor acte como amplificador el punto de trabajo debe ubicarse en 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 DC4. PREPARATORIO 4.1 Disear un control PWM en base a un LM555 de 1 kHz con una fuente de 12 VCONECCTION DIAGRAM

;

; ; Ciclo de trabajo =

; ;

Para el ciclo de trabajo de 1 kHzCiclo de trabajo =

Asumo

Sea

Sea

Forma de onda del PWM

Para que exista variacin del ciclo de trabajo se dispone del uso de un potencimetro para

Forma de onda del PWM

Este fue el diagrama utilizado para este punto de la prctica, la ventaja de utilizar el LM555 es que ste circuito integrado nos permite implementar directamente y de una manera 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 3.4.2 Disear el circuito de la Figura 5.3 si la fuente de potencia a usarse es de 100V y una resistencia de 100, tener en cuenta la potencia de la resistencia de la base.

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

BIBLIOGRAFA:

COUGHLIN, RobertAmplificadores 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

TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNTURA (TBJ)

LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA

CARRERA DE INGENIERA ELCTRICA

EMBED PBrush

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