Labaratorio 3, Transistores

[pic 1]INGENIERIA INDUSTRIAL. ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA. ABRIL 2021´        

Labaratorio 3, Transistores

Abstract

This practice is going to be done in order to reinforce what is seen about transistors, their different functions such as: oscillation and amplification. In addition to identifying its components. This time we will work with

transistors type BJT.

I INTRODUCCION´

Esta practica se va a realizar con el fin de reforzar lo visto acerca de transistores, sus diferentes funciones tales como: oscilacion y amplificacion. Ademas de identificar sus componentes. En esta ocasion se trabajara con transistores tipo BJT.

II OBJETIVOS

La pr´actica de Transistores, llevada acabo en la asignatura de laboratorio de electricidad y electr´onica va en busca de: • Fortalecer los conceptos aprendidos sobre transistores.

• Familiarizarse con los transistores, la identificaci´on de las terminales y su funcionamiento dentro de circuitos b´asicos.
• Conocer los instrumentos b´asicos de medici´on en los campos de la electricidad y la electr´onica.

III MARCO TEORICO´

Que es un transistor: El transistor es un componente electr´onico constituido por materiales semiconductores que pr´acticamente revolucion´o todos los aparatos electr´onicos sin excepci´on alguna, ya que gracias a sus pequen˜as dimensiones y sus mu´ltiples funcionalidades logr´o disminuir los taman˜os de todo aparato considerablemente. Gracias a los transistores tambi´en se logr´o la construcci´on de circuitos integrados, es decir “Chips con infinidad de transistores capaces de tener diversos circuitos el´ectricos y electr´onicos en encapsulados pl´asticos de tan solo unos pocos cent´ımetros”.

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Figura 1: Transistor.

Partes de un transistor: Estos componentes est´an construidos por cristales semiconductores que dependiendo de su estructura interna pueden ser denominados como material N o material P. En todos los transistores siempre se colocan dos cristales de un material y uno del otro por ejemplo: NPN o PNP y cada cristal corresponde a una terminal que son: emisor, base y colector.

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Figura 2: Partes de un transistor.

El emisor se encarga de proporcionar las cargas el´ectricas, la base controla el flujo de corriente y por ultimo el colector recoge las cargas proporcionadas por el emisor. La diferencia de usos entre transistores es que los NPN se utilizan para voltajes positivos y los PNP con voltajes negativos.

¿Como funciona un transistor?:

Los transistores tienen mu´ltiples funcionalidades y est´an dadas por dos caracter´ısticas esenciales; una polarizaci´on correcta y por la utilizaci´on de sus diferentes regiones de funcionamiento.

Regiones de funcionamiento: Los transistores cuentan con tres regiones de funcionamiento y cada una hace una funciona diferente, ya sea como interruptor abierto, cerrado o como amplificador. El uso de estas regiones se basa en la cantidad de voltaje que circule por la base del transistor. Region de corte Se dice que un transistor entra en regi´on de corte cuando el voltaje de la base es nulo o menor a 0.6v, ya que que no logra activar el paso de corriente entre el colector y el emisor, es decir se comporta como un interruptor abierto. Region de saturacion El funcionamiento de esta regi´on es el caso contrario a la de corte, ya que cuando el voltaje que circula por la base supera al establecido por el fabricante, satura al transistor y este permite la circulaci´on entre colector y emisor como si fuera un cable normal, es decir se comporta como un interruptor cerrado. Region activa Este caso se logra cuando el voltaje de la base esta en un rango intermedio entre la regi´on de saturaci´on y la de corte. Cuando logramos estabilizar el transistor es capaz de amplificar las sen˜ales de entrada las veces que tenga el valor de ß ya que este multiplica la corriente del transistor.

Configuraciones y polarizaciones: Cuando se quiere utilizar un transistor como interruptor digital (regiones de corte y saturaci´on) la tarea es f´acil ya que el circuito el´ectrico es bastante sencillo. En caso de que se utilic´e un transistor NPN el emisor se coloca a tierra, el colector a voltaje y la base actua como interruptor, o si bien se utiliza un transistor PNP se invierten las terminales, el colector a tierra y al emisor se le pone voltaje.

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Figura 3: NPN Y PNP.

La tarea dif´ıcil inicia cuando se utiliza un transistor como amplificador o en regi´on activa, ya que sus terminales se pueden configurar de tres formas diferentes y cada una de estas configuraciones las podemos utilizar con diferentes circuitos o mejor conocidas como polarizaciones.

Configuraciones DE UN TRANSISTOR:

Podemos encontrar tres configuraciones diferentes y cada una tiene diferentes caracter´ısticas, por lo tanto se utilizan para aplicaciones diferentes.

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        Figura 4:        Configuraciones de un transistor.

Emisor comu´n Esta configuraci´on se utiliza para amplificadores de corriente y voltaje a bajas frecuencias, debido a que tiene una alta ganancia en las dos variables. Una de sus caracter´ısticas no tan favorables es que el voltaje de la sen˜al queda invertido en su salida (la corriente no se invierte), es decir las sen˜ales quedan como si fueran un espejo. Una forma sencilla de identificar esta configuraci´on es por que la sen˜al de entrada esta en la base y la de salida en el colector. Esta configuraci´on se puede utilizar con todos los tipos de polarizaciones. Colector comu´n Esta configuraci´on se utiliza para sen˜ales con baja potencia y las transforma en el mismo tipo de sen˜al pero con una mayor potencia. Esto se logra por que tiene una alta ganancia de corriente y el voltaje lo transfiere igual ya que no tiene ganancia de voltaje. Otra caracter´ıstica es que en la salida invierte solo la corriente. El colector comu´n se utiliza principalmente cuando se requiere poner varios amplificadores conectados en serie debido a que en su entrada tiene mucha impedancia y en su salida disminuye. Base comu´n Existen dos formas sencillas de identificar si un transistor esta configurado en base comu´n y estas son; por que el s´ımbolo del transistor se utiliza acostado o porque la entrada es a travez del emisor y la salida se encuentra en el colector. A pesar de que esta configuraci´on no tiene una ganancia de corriente se utiliza por que el ancho de banda es m´as grande que las dem´as configuraciones y permite trabajar con sen˜ales VHF (very high frequency) y UHF (ultra high frequency Polarizaciones de un transistor: En simples palabras las polarizaciones son circuitos que se utilizan para hacer funcionar a los transistores como amplificadores, en estos circuitos basan su funcionamiento en las configuraciones anteriores, ya que podemos utilizar una de emisor comu´n y utilizar cualquiera de las polarizaciones disponibles todo depende de la aplicaci´on que se le d´e al transistor. Polarizaci´on fija Esta polarizaci´on solo se puede utilizar con la configuraci´on de emisor comu´n y consiste en colocar una resistencia en la base y una en el colector, mientras que el emisor se conecta a tierra, Al ser una configuraci´on demasiado sencilla tenemos una gran desventaja y es que la sen˜al esta muy expuesta a variaciones dependiendo de los cambios de temperatura que tenga el transistor. Regularmente se utiliza para sen˜ales de poca importancia que no importa que se distorsionen. Polarizaci´on por retroalimentaci´on del emisor o estabilizado en el emisor En este tipo pr´acticamente se le agrega una resistencia en el emisor que hace sea un poco m´as estable, pero no lo suficiente como para utilizarlo en sen˜ales de mucha importancia. Polarizaci´on por retroalimentaci´on de colector Pr´acticamente se utiliza para regular los cambios de corriente o de voltaje en la fuente de alimentaci´on, ya que si por alguna raz´on existe una variaci´on, la resistencia que retroalimenta la base actu´a para evitar un cambio brusco en la salida del transistor. Polarizaci´on universal Es la m´as utilizada ya que es la que m´as estabilizaci´on tiene debido a sus retroalimentaciones y si por cualquier raz´on el transistor se calienta o existen una variaci´on de la corriente la resistencias de retroalimentaci´on actu´an para regular la corriente que llega a la base y as´ı poder estabilizar todo el sistema.

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