Transistor Reporte de práctica

07/11/2015

ITESZ

Integrantes:

García Armenta Roberto

Jiménez Coria Francisco Javier

Mendoza Orozco Luis Fernando

Quiroz Rivas Antonio de Jesús

Transistor

Física de Semiconductores

Transistor R. García Armenta, F. J. Jiménez Coria, L. F. Mendoza Orozco, A. de J. Quiroz Rivas.

Departamento de ingeniería electrónica – ITESZ

Carretera Zamora – La Piedad km 7. El sauz de abajo, Zamora, Mich.

e-l-r-e-y@outlook.es

Resumen En este documento se presentará un reporte

de la práctica realizada el viernes pasado

acerca del transistor y su manipulación,

también se mostrará una investigación sobre

su funcionamiento.

Palabras Clave Transistor, base, emisor, colector, beta.

Introducción Los transistores tienen como función

principal la amplificación de señales, para

lograr este cometido deben ser polarizados

adecuadamente mediante la aplicación de

voltajes DC en sus uniones B-E y B-C. Esto

se consigue a través de circuitos de

polarización, los cuales garantizan que el

transistor se encuentre ubicado en un punto

sobre su "recta de carga" y en su zona activa.

Existen una gran variedad de circuitos de

polarización, dentro de los cuales podemos

identificar claramente cuatro tipos básicos:

a) Circuito de polarización fija

(corriente de base constante).

b) Circuito de polarización estabilizada

por emisor.

c) Circuito de polarización por divisor

de voltaje (tipo H o universal).

d) Circuito de polarización por

realimentación de colector.

Circuito de polarización fija Este circuito es el más sencillo de todos los

circuitos de polarización. La resistencia Rc

limita la corriente máxima que circula por el

transistor cuando este se encuentra en

saturación, mientras que la resistencia de base

RB regula la cantidad de corriente que

ingresa a la base del transistor (IB), la cual

determina en que zona se polarizará el

transistor (saturación, activa o corte).

Imagen 1: Diagrama de transistor con polarización

fija

Eligiendo adecuadamente el valor de estas

resistencias podremos determinar con

exactitud el punto de trabajo (Q) del

transistor. Como se mencionó al inicio, lo que

se busca es polarizar al transistor en su zona

activa, sobre su recta de carga, para lograr

esto debemos hacer uso de ecuaciones

características del circuito. Empezaremos por

analizar dichas ecuaciones. Para realizar esto

último, debemos identificar la malla de

entrada y de salida del circuito.

Malla de entrada: partiendo de Vcc, la

corriente atraviesa RB, la unión B-E

(produciendo el voltaje VBE) hasta llegar a

Transistor

Física de Semiconductores

tierra. Entonces podemos plantear la siguiente

ecuación de malla:

Vcc= IB*RB + VBE... (1)

Por tratarse de transistores de silicio, VBE=

0,7 v

De la ecuación (1) podemos despejar el valor

de IBQ (corriente de base en el punto Q),

considerando que tenemos como datos RB,

RC, beta (b) y Vcc. Entonces:

IBQ = (Vcc - VBE)/RB... (2)

Malla de salida: partiendo de Vcc, la

corriente atraviesa Rc, los terminales C-E

(produciendo el VCE) hasta llegar a tierra.

Entonces podemos plantear la siguiente

ecuación:

Vcc= IC*RC + VCE... (3)

De la ecuación (3) podemos despejar IC:

IC = - (1/RC)*VCE + (Vcc/RC) ... (4)

La ecuación (4) representa la Ecuación de la

Recta de Carga, cuya gráfica nos permite

encontrar dos puntos característicos: la

corriente máxima de colector (Isat) y el

voltaje colector-emisor máximo (Vcorte).

Además podemos ubicar sobre ella el punto

de trabajo (Q) del transistor, que gráficamente

representa la intersección de la Recta de carga

con la curva característica.

Imagen 2: curva del transistor y recta de carga

Para: VCE= 0, tenemos:

ICmax= Isat= Vcc/RC (saturación)

Para: VCEmax=Vcorte= Vcc, tenemos: IC= 0

Además, conociendo IBQ podemos

determinar el valor de ICQ y de IEQ, y con

ello el valor de VCEQ:

ICQ = b*IBQ

IEQ = (1+b)*IBQ

VCEQ = Vcc - ICQ*RC

Estos valores definen el punto de trabajo del

transistor y con ello su zona de trabajo. Este

tipo de polarización no es muy estable, pues

el punto Q varía bastante a medida que el

transistor se encuentra trabajando más

tiempo.

Material 1 transistor PN2222

1 led

1 resistencia variable

1 resistencia de 60k

1 protoboard

1 fuente de voltaje

1 multímetro

El siguiente circuito:

Imagen 3: diagrama usado para la práctica

Transistor

Física de Semiconductores

Desarrollo de la práctica En esta práctica comenzamos como en las

anteriores pidiendo el material que

necesitamos, antes de los 15min. Porque

luego el señor se aprieta y ya no nos quiere

prestar nada. Con esta práctica necesitamos la

hoja de datos del fabricante para sacar la beta

(β) nosotros estábamos utilizando el transistor

2N3904 el cual podía servir ya que era NPN,

ya cuando estábamos listos y teníamos el

material y la simulación proseguimos con la

construcción del circuito, mientras unos

hacíamos el circuito los de más la simulación

(no dividimos el trabajo para más rápido),

entonces cuando terminamos de armar el

circuito nos percatamos que no estaba

funcionando del todo bien; cuando revisamos

el circuito y encontramos las fallas nueva

mente intentamos haber que sucedía,

funcionaba raro, entonces estuvimos asiendo

más cálculos porque pensamos que eran las

resistencias; tal vez ocupaba más o menos en

fin estuvimos haciendo los cálculos

necesarios hasta que de pronto probamos con

otro transistor, y si eral transistor el que no

estaba funcionando muy bien y lo cambiamos

para usar el PN2222, ya cuando probamos de

nuevo si funciono, pero al igual que los

demás equipos no variaba mucho la

intensidad; en pocas palabras el cambio era

muy poco. Ya lo estuvimos comentando con

el profe y si estaba bien solo que en este caso

no estaba demandando mucha resistencia u

ocuparíamos una más grande.

Resultados Datos Resultados

Transistor PN2222

𝑰𝑩 43.7mA

𝑰𝑪 200𝜇A

𝜷 218.5

Tabla 1: valores obtenidos

Estos valores los obtuvimos después verificar

que problemas teníamos con el circuito, pero

finalmente, una vez que funcionó

correctamente, medimos el amperaje en el

colector y en la base del transistor y con estos

datos sacamos la beta del transistor aplicando

la siguiente fórmula:

𝛽 =𝐼𝐶𝐼𝐵

Conclusiones

Roberto García Armenta En esta práctica pudimos poner en práctica lo

que vimos en clase sobre la beta del transistor

y como aumenta la corriente del colector,

también vimos cómo cambian bastante los

parámetros entre un transistor y otro, incluso

en transistores del mismo tipo.

Francisco Javier Jiménez Coria Esta práctica estuvo genial, puesto que esta

nos hizo pensar más de lo que normal mente

estamos acostumbrados, de echo esta práctica

ha sido una de las más difíciles para mí, yo en

lo que cabe ya no recuerdo como hacer la

instalación, de echo intente hacer la practica

en mi casa y queme un par de leds y el

transistor.

Luis Fernando Mendoza Orozco (Nuevamente no participó en la elaboración

del reporte).

Antonio de Jesús Quiroz Rivas (Ahora el tampoco participó en la elaboración

del reporte).

Bibliografía Mendoza J. (2007) Polarización del

BJT: Polarización fija [en línea]

Editor: JORGE [Consulta: 09 de

noviembre de 2015] Disponible en:

http://jorgemendozapua.blogspot.mx/

2007/09/polarizacion-del-bjt.html