Transistores
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PRACTICA No 4 TRANSISTOR BJT
OBJETIVOS
Identificar al transistor como un dispositivo semiconductor, cuyo funcionamiento
depende del tipo de configuración de polarización en que se conecte.
OBJETIVOS PARTICULARES
• Identificar las terminales del transistor bipolar (Emisor, Colector y Base)
• Analizar el funcionamiento del transistor en configuración base común.
• Trabajar el transistor bipolar NPN y PNP como conmutador con niveles lógicos.
INTRODUCCIÓN
El transistor esta compuesto por tres zonas de dopado, como se ve en la figura 1:
Figura 1 Zonas que conforman al transistor
La zona superior es el "Colector", la zona central es la "Base" y la zona inferior es el
"Emisor". El Emisor está muy impurificado, la Base tiene una impurificación muy baja,
mientras que el Colector posee una impurificación intermedia.
En este ejemplo concreto el transistor es un dispositivo NPN, aunque también podría ser
un PNP.
Un transistor es similar a dos diodos, el transistor tiene dos uniones; una entre el emisor
y la base y la otra entre la base y el colector. El emisor y la base forman uno de los
diodos, mientras que el colector y la base forman el otro. Estos diodos son denominados:
"Diodo de emisor" y "Diodo de colector". El transistor NPN, primeramente cuando está
sin polarizar se produce una "Difusión", donde los electrones cruzan de la zona N a la
zona P, se difunden, encuentran un hueco y se recombinan.
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Esto hace que en las uniones entre las zonas N y P generen iones positivos y negativos.
Esta difusión y recombinación se da hasta llegar al equilibrio, hasta conseguir una barrera
de potencial de a 0.7 V (para el Si). Se crean dos uniones una unión E-B y otra unión CB.
Si se conectan fuentes de tensión externas para polarizar al transistor, se obtienen
resultados nuevos e inesperados. Hay 3 configuraciones:
• Base común (BC).
• Emisor común (EC).
• Colector común (CC).
Cada una de estas configuraciones a su vez puede trabajar en 4 zonas diferentes:
Zona ACTIVA: UE en Directa y Uc en Inversa. AMPL FICADORES
Zona de SATURACIÓN: UE en Directa y Uc en Directa. CONMUTACIÓN
Zona de CORTE: UE en Inversa y Uc en Inversa. CONMUTACIÓN
Zona ACTIVA INVERTIDA: UE en Inversa y Uc en Directa. SIN UTILIDAD
Con esto vemos que el transistor puede trabajar de cuatro formas diferentes.
El negativo de la pila VEE repele los electrones de la zona del emisor que cruzan la UE.
Algunos electrones cruzan la UE y pasan por la zona p de la base sin recombinarse.
Figura 2 Polarización del transistor.
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Debido a la pila puede que un electrón cruce la barrera de potencial de la UE, después ese
electrón baja la barrera de potencial de la Uc para salir por el colector.
Figura 3 Barrera de potencial en el transistor.
Este es el efecto transistor de N a P tiene que subir la barrera de potencial pero luego es
más de los electrones emitidos por el emisor, aproximadamente un 1 % se recombinan en
la base y un 99 % no se recombina y llega al colector, esto es el efecto transistor figura 3.
La palabra colector viene de ahí, el colector "Colecta" los electrones, los recoge, eso es el
"Efecto transistor", la base es muy estrecha y además está muy poco impurificada, esa es
la razón de que la probabilidad de que un electrón se recombine sea muy pequeña (por
ejemplo el 1%), el emisor emite electrones, el colector los recoge, y la base es un
dispositivo de control.
MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO
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• Fuente de alimentación de CD. variable.
• Osciloscopio con puntas de medición.
• Generador de funciones.
• Fuente regulada de 0 a 30 V, y Multímetro digital.
• Resistencias de varios valores a 1/2 W.
• Un transistor 2N3904.
• Un transistor 2N3906.
• Un transistor 2N2222.
• Un potenciómetro de 10K ohmios a 1W.
• Tablilla de experimentación (protoboard).
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DESARROLLO EXPERIMENTAL
EXPERIMENTO 1 IDENTIFICACIÓN FÍSICA DEL TRANSISTOR.
a) Con el multímetro identifique las terminales y el tipo de transistor de los
solicitados en la practica, posteriormente dibuje cada terminal como lo muestra la
figura 1.
Figura 1.
EXPERIMENTO 2 POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR NPN.
a) Construya el circuito que se muestra en la figura 2.
Figura 2
b) Con los valores de voltaje VEE y VCC constante, ajuste el potenciómetro R1 con la
perilla a su valor mínimo, posteriormente haga incrementos en el orden de 500 Ω;
para cada incremento de R1 mida las corrientes IE e IC, hasta llegar al valor
máximo del potenciómetro.
c) Construya una tabla y grafique los resultados con ejes R1 vs IE y R1 vs IC.
2N2222
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EXPERIMENTO 3 POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR PNP.
a) Construya el circuito que se muestra en la figura 3.
Figura 3
b) Con los valores de voltaje VEE y VCC constante, ajuste el potenciómetro R1 con la
perilla a su valor mínimo, posteriormente haga incrementos en el orden de 500 Ω,
a cada incremento mida las corrientes IE e IC, hasta llegar al valor máximo del
potenciómetro.
c) Ajuste el potenciómetro R1 con la perilla a su valor mínimo, obtenga los
parámetros de polarización de emisor máxima, mida VEB, VCB y VCE, anote
sus resultados.
d) Retire la fuente V2 y obtenga el valor de ICBO.
EXPERIMENTO 4 TRANSISTOR REGIÓN CORTE Y SATURACIÓN
a) Construya el circuito de la figura 4.
b) Calcule el valor de las resistencias de polarización RC y RB.
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Figura 4
c) Con el Multímetro mida el valor del voltaje VBE en los puntos A y B, el valor del
voltaje de salida VCE, el voltaje VBC y las corrientes IB e IC.
d) Anote sus lecturas y haga sus observaciones.
EXPERIMENTO 5
a) Construye el circuito que se muestra en la figura 5.
b) Calcule el valor de las resistencias de polarización RC y RB.
c) Alimente el circuito con el generador de señales ajustándolo a una onda tipo
cuadrada de 3 Hz de frecuencia y un valor de amplitud de 7 volts pico a pico.
d) Partiendo de la frecuencia de 3 Hz realice incrementos en el orden de 10 Hz hasta
un valor de 100 Hz.
e) Con el osciloscopio, para cada incremento de la frecuencia, observe y mida el
voltaje de salida colector emisor, observe el comportamiento del LED y explique
lo que sucede.
f) Con el Multímetro mida los voltajes VBE, Vc y las corrientes IB e IC para cada
incremento de frecuencia.
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Figura 5.
ANALISIS DEL EXPERIMENTO
Anexar el análisis teórico del experimento, indique bajo que ecuaciones se relaciona el
resultado experimental.
CUESTIONARIO
1. Indique en que sección de las curvas de operación del transistor se encuentran las
zonas de saturación y de corte.
2. Explique porque en cada una de las curvas de operación del transistor existe una
relación de voltaje con respecto a la corriente.
3. Indique cuales son los parámetros que se deben considerar para variar la región
de trabajo en un transistor.
4. Explique a que se le denomina corriente de fuga en un transistor.
5. De las corrientes que circulan a través del transistor, ¿Cuál es la mayor, cual es la
menor y cuales son relativamente cercanas en magnitud?
6. Explique cual es la utilidad de conocer los puntos de operación del transistor.
7. Explique en que consiste polarizar correctamente al transistor y mencione cuantas
configuraciones de polarización se pueden realizar.
...