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BJT COMO INTERRUPTOR RESUMEN En esta práctica se pretende visualizar el funcionamiento del transistor como un interruptor. De acuerdo con las especificaciones del BJT, se diseña un circuito con fotocelda y LED que permite observar las transiciones entre los estados ON y OFF. PALABRAS CLAVE: interruptor, fotocelda, funciones lógicas.
MAURICIO ALVAREZ
Ingeniero Electrónico, M. Eng. Docente Especial Programa de Ingeniería Eléctrica Universidad Tecnológica de Pereira [email protected]
1. OBJETIVOS Reconocer, sobre las curvas características de un BJT, las condiciones de corriente y voltaje en las regiones de saturación y de corte. Identificar su similitud con las condiciones ON y OFF respectivas de un interruptor. Realizar el montaje de un circuito visualizador de los estados ON y OFF involucrando fotocelda y LED y de un circuito para medir IB, IC, VCE de saturación y corte.
Implementar las modificaciones necesarias en el circuito de polarización para que se puedan obtener transiciones bruscas de saturación a corte y viceversa. 2. TRABAJO PREVIO 2.1. En la curva característica del transistor NPN,
señale: límites IB, IC y VCE con los que el transistor se mantiene en región de corte y límites IB, IC y VCE con los que el transistor se mantiene en región de saturación.
2.2. Consulte las condiciones mínimas para el encendido de un LED.
2.3. Determine de forma práctica (con el V.O.M.), el rango de resistencia de una fotocelda.
2.4. De acuerdo a los tres puntos anteriores, describa el funcionamiento del circuito de la Figura 1 y calcule RB para que se ajuste a esas condiciones de funcionamiento.
2.5. Investigue el significado de la lógica TTL y cuáles son los niveles de tensión de sus estados lógicos: 1 y 0.
2.6. Exprese en una ecuación lógica las funciones NOT, AND y OR y realice la tabla de funcionamiento (tabla de verdad) de cada una.
3. PROCEDIMIENTO
3.1. Monte el circuito de la figura 1 y pruebe su diseño 3.2. Monte el circuito de la figura 2 y llene la tabla 1. 3.3. Efectúe el montaje del circuito de la figura 3.
Aplique una señal AC de 1Vp y 1 KHz. Tome
nota de las formas de onda en los puntos A y B, comparándolos en magnitud y tiempo.
3.4. Utilice la salida TTL del generador y tome nota de las formas de onda en los puntos A y B de la figura 3.
3.5. Determine la tabla de verdad del arreglo TTL de la figura 4 aplicando tensiones continuas equivalentes a los niveles 1 ó 0 y defina qué tipo de compuerta lógica se logra.
3.6. Repita el paso anterior para el arreglo circuital de la figura 5.
Fotocelda
Q1NPN
D1LED1
V15V
R43.3k
RB
R2
R1330
Figura 1. Circuito con fotocelda.
Q32N3904
V315V
R71k 1%
R982k
R81k
Figura 2. Determinación de condiciones ON-OFF
2
IB (μA) 10 30 50 70 100 130 150 IC (mA) VCE (V) β=IC/IB
Tabla 1. Parámetros del circuito de la figura 2
AB
1kHz
V5-1/1V
Q42N3904
5V
R11330
R10500
Figura 3. Inversor Lógico
BA
D3LED1 D2
LED1D4
LED1
5V
2N39042N3904
R17220 R16
220R15220
R1410k
R1310k
R1210k
Figura 4. Compuerta lógica con transistores
B
A
5V
2N3904
2N3904
D7LED1
220
10k
10k
R2110k
R20220220
Figura 5. Compuerta lógica con transistores