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CUESTIONARIO 4

1. Indique en que sección de las curvas de operación del transistor se encuentran las zonas de saturación y de corte.

Las curvas quedarán como representa la siguiente figura:

Las diferencias son claras:

En la Región Activa la corriente del colector no es totalmente independiente de la tensión colector-emisor. Para valores altos de la corriente cobra importancia la resistencia interna del transistor.

La región de saturación no aparece bruscamente para VCE=0, sino que hay una transición gradual. Típicamente se suele considerar una tensión de saturación comprendida entre 0.1V y 0.3V.

Estas curvas representan, en cierto modo, la forma de funcionamiento del transistor. Se puede comprobar que, para una tensión constante de colector-emisor, si se producen pequeñas variaciones de la corriente de base (del orden de µA) esto origina unas variaciones en la corriente de colector mucho más elevadas (del orden de mA), de lo cual se deduce la capacidad del transistor para amplificar corrientes.

Observa que, en la mayor parte de las curvas, la tensión VCE afecta muy poco a la corriente de colector IC. Si se aumenta VCE demasiado (por encima de VCEO), la unión del colector entra en la región de ruptura y éste puede llegar a destruirse. Sin embargo, si la tensión VCE es muy pequeña (por debajo de los 0.7V), la corriente de colector será muy débil, obteniéndose una ganancia de corriente muy baja. En conclusión, para conseguir que el transistor trabaje como amplificador de corriente, la tensión de polarización inversa VCE debe mantenerse por encima de 0.7V y por debajo de la tensión de ruptura.

2. Explique porque en cada una de las curvas de operación del transistor existe una relación de voltaje con respecto a la corriente.

Al ser el transistor bipolar un dispositivo triterminal son necesarios seis parámetros para determinar el estado eléctrico del mismo: tres tensiones y tres corrientes. Aplicando las leyes básicas de resolución de circuitos pueden presentarse dos ecuaciones:

Por ello, los parámetros independientes se reducen a cuatro. En un circuito determinado y bajo la acción de unas excitaciones concretas, existirán unos valores de estos cuatro parámetros que caracterizan por completo el estado del transistor. Dicho cuarteto se denomina punto de operación (Q).

Las curvas características más empleadas en la práctica son las que relacionan VBE con IBy VCE con IC e IB. Con frecuencia, estas curvas son facilitadas por los fabricantes.

Características VBE-IB

Mediante esta curva podemos determinar los efectos que producen las variaciones de la tensión de polarización VBE sobre la corriente de base IB. Estas gráficas reciben el nombre de curvas características de transferencia. Las curvas que se obtienen son muy similares a la de un diodo cuando se polariza directamente.

Estas tensiones permanecen prácticamente constantes, por lo que serán de gran ayuda para localizar averías en circuitos con transistores.

La función que liga VBE con IB es la característica de un diodo, y puede aplicarse dado que la unión base - emisor, es una pn normal, igual que la de diodo, y al polarizarla, seguirá el mismo comportamiento que aquel.

La curva representada en la figura sigue la expresión:

3. Indique cuales son los parámetros que se deben considerar para variar la región de trabajo en un transistor.

El punto de trabajo es aquél donde el transistor trabaja de una forma normal y que, normalmente, se encuentra entre la zona de corte de saturación. Para determinar el punto de trabajo (Q) de transistor para una determinada corriente de base (IB), se busca el punto de intersección de la recta de carga con la curva correspondiente a dicha corriente de base.

Por último, hay que indicar que, cuando se diseña un circuito para un transistor, se tiene que procurar que el transistor nunca opere por encima de la curva de potencia máxima. Esto se consigue eligiendo valores adecuados de la tensión de fuente VCC y de la resistencia de carga RL, de tal forma que la recta de carga trazada con dichos valores, esté siempre por debajo de la curva de potencia máxima.

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