Practica 8 Circuitos con transistor bipolar
Enviado por Bigotin • 18 de Octubre de 2015 • Trabajos • 2.540 Palabras (11 Páginas) • 281 Visitas
PRÁCTICA 8
Circuitos con transistor bipolar
En esta práctica vamos a continuar familiarizándonos con el transistor bipolar y los posibles circuitos que se pueden realizar con él. Para ello veremos tres aplicaciones: el seguidor de emisor y su utilidad como adaptador de impedancias, un interruptor con transistor, y una fuente de corriente.
1.- Verificación de transistores e identificación de sus terminales.
La mayoría de los multímetros digitales (p. ej. los multímetros portátiles que usamos en el laboratorio) disponen de un comprobador de diodos, que se identifica en el selector de escalas con el símbolo del diodo. Cuando se selecciona esta función el multímetro intenta hacer pasar una pequeña corriente (de unos pocos miliamperios) entre sus terminales (del rojo hacia el negro) y da como lectura la caída de tensión resultante en milivoltios. Esto sirve para identificar los terminales de un diodo y comprobar si su funcionamiento es correcto. Cuando conectamos el rojo al ánodo y el negro al cátodo podrá circular la corriente y la caída de tensión será la de un diodo polarizado en directa (entre 0.6 y 0.7 voltios para un diodo de silicio). Si lo conectamos al revés, no fluirá corriente y el multímetro lo indicará mostrando un 1 en el dígito de la izquierda y dejando el resto de la pantalla en blanco.
Esta función puede aprovecharse para verificar el correcto funcionamiento de un transistor, determinar si es n-p-n o p-n-p, e identificar los terminales (emisor, base, y colector). Para ello basta con darse cuenta de que el transistor debe asemejarse a dos diodos cuando se comprueba cada una de sus dos uniones por separado. Pero recuerde que esta descripción del transistor como dos diodos no es válida cuando está funcionando como tal: el transistor no se comporta como dos diodos en contraposición.
Vamos a tomar un transistor desconocido a priori (el 3904). Supongamos que estamos en una isla desierta y tenemos que determinar experimentalmente de qué tipo es (NPN o PNP) y su patillaje (terminales de base, emisor y colector). De este modo, con tan solo una caja de transistores y un multímetro podríamos clasificarlos y empezar el proceso de construir un transmisor de radio para solicitar un rescate.
Usando el comprobador de diodos podemos determinar las direcciones en las que cada pareja de terminales conduce, lo que nos permite resolver la cuestión de NPN versus PNP. La unión base-colector se distingue de la unión base-emisor porque al tener un área mayor la densidad de corriente será menor (el multímetro siempre inyecta la misma intensidad de corriente total), y por tanto la caída de tensión indicada por el multímetro también será menor.
2.- Seguidor de emisor.
La idea del seguidor de emisor es obtener en la salida (el emisor) una señal igual a la de entrada (la base), de tal modo que la impedancia de entrada de esta etapa sea elevada y la impedancia de salida reducida. Su utilidad es la adaptación de impedancias, es decir, permite que un circuito con impedancia de salida elevada pueda dar señal a otro de impedancia de entrada pequeña. El principio en el que se basa es que en región activa la diferencia de tensión entre la base y el emisor es prácticamente constante e igual a un valor entre 0.6 y 0.7 V. Por tanto la tensión en el emisor es igual a la de la base menos ese valor. Además, la resistencia que haya conectada al emisor (impedancia de entrada de la siguiente etapa) aparece multiplicada por β cuando se mira desde la base, mientras que la resistencia que haya conectada a la base (impedancia de salida de la etapa precedente) aparece dividida por β cuando se mira desde el emisor. De manera efectiva, por tanto, el seguidor de emisor está multiplicando por β la impedancia de entrada y dividiendo por β la impedancia de salida. Esto no es difícil de demostrar y se hace en uno de los ejercicios propuestos para el tema de transistores.
Empecemos realizando un seguidor de emisor un tanto imperfecto, como el que se muestra en la siguiente figura:[pic 1]
Introduzca en el seguidor una onda senoidal simétrica respecto a cero voltios (asegúrese de que el offset del generador de funciones esté desconectado), y observe con el osciloscopio la réplica defectuosa que se obtiene en el emisor. Explique por qué sucede esto.
Si aumenta la amplitud de la sinusoide empezará a ver que la señal de salida deja de estar completamente truncada por debajo de 0 V y en lugar de ello aparecen “baches” por debajo de ese valor cuando se supera una determinada amplitud. ¿Cómo los podría explicar? (Pista: observe el valor de la tensión de ruptura VBE en las hojas de especificaciones del transistor).
A continuación pruebe a conectar el punto de retorno del emisor (marcado como VEE en la figura) a –15V en lugar de a tierra y observe la salida. Explique la mejora obtenida.
Vamos a medir ahora la impedancia de entrada y de salida del seguidor. Con este fin sustituyamos primero la pequeña resistencia de base por otra de 33 kΩ. Esto tiene como objetivo simular una fuente de señal con una impedancia de salida moderadamente elevada, es decir, con poca capacidad de dar corriente:[pic 2]
(a) Medida de Zin.
Llamamos Zin a la impedancia mirando hacia la base del transistor (la resistencia de 33 kΩ en serie no forma parte del seguidor; se ha incluido sólo para modelar una fuente de señal con una mala impedancia de salida). Averiguaremos el valor de Zin utilizando los dos canales del osciloscopio para mirar a ambos lados de la resistencia de 33 kΩ. Téngase en cuenta que esa resistencia y Zin forman un divisor de tensión, por lo que midiendo la atenuación de la señal podemos calcular Zin. Utilice una señal pequeña, en torno a 1 V de amplitud o menos, con objeto de que pueda considerarse que las variaciones en torno al punto de polarización de continua del seguidor son pequeñas, y por tanto que las variaciones de β no son significativas (recuérdese que β depende de IC). En estas medidas la resistencia de emisor de 3.3 kΩ hace el papel de “carga” del seguidor.
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