Transistor Bipolar

V.- CUESTIONARIO:

a) Explicar el funcionamiento del transistor bipolar y sus curvas de funcionamiento

A simple vista es como si un transistor se formase juntando dos diodos contrapuestos. Esta idea aunque ilustrativa, no es adecuada para comprender lo más interesante del comportamiento del transistor.

Para que un transistor pueda funcionar correctamente, se tienen que cumplir una serie de condiciones, como que:

• El espesor de la base sea muy pequeño

• El emisor esté mucho más dopado que la base

• Esté bien polarizado, es decir a las tensiones adecuadas.

Cuando un transistor se polariza como aparece en la figura para un transistor PNP, se podría esperar que sólo circulase corriente entre el emisor y la base que tienen la unión polarizada en directa, mientras que la unión entre la base y el emisor está polarizada en inversa.

Pues bien, se observa que como la base es una capa fina, parte de los portadores de carga pasan al colector, por lo que por él sale corriente a pesar de estar conectado en inversa. Esta corriente de salida del colector se puede regular regulando la corriente de la base. El hecho de que el emisor esté más dopado, ayuda a que haya más portadores de carga que se difundan hacia el colector.

Como en el transistor no se acumula carga, se cumple que la corriente que sale por el emisor es igual a la suma de las corrientes que entran por la base y el colector.

Analizamos la malla de salida y obtenemos distintas curvas para diferentes valores de IB.

Ajustando VBB fijo un valor de IB que voy a mantener constante (por ejemplo IB = 10 A). Ahora variando VCC mido valores de VBE y IC y obtengo la correspondiente curva de IB = 10 A. Hago lo mismo para IB = 20 A, etc... Y así sucesivamente para diferentes valores de IB.

En cada una de estas curvas hay diferentes zonas:

UE = diodo EB = Unión de Emisor.

UC = diodo CB = Unión de Colector.

• Zona entre 1 y 2: ZONA DE SATURACIÓN.

o UE directa.

o UC directa.

• Zona entre 2 y 3: ZONA ACTIVA.

o UE directa.

o UC inversa.

• Zona a partir de 3: ZONA DE RUPTURA.

o UE directa.

o UC muy en inversa.

b) Explicar el funcionamiento de la polarización de base.

Circuito con polarización de base

Malla de entrada:

Recta de carga (malla de salida):

Hemos dicho que el transistor podía trabajar como un amplificador y también como un conmutador:

• Conmutación: SATURACIÓN y CORTE.

• Amplificación: ACTIVA.

c) Explicar el funcionamiento de la polarización de emisor

Circuito con polarización de emisor

Si se quiere amplificar, se necesitan circuitos cuyos puntos Q sean inmunes a los cambios en la ganancia de corriente, esto es, interesa que el punto Q sea lo más estable posible.

Para este propósito ahora se analizará el "Circuito de polarización de Emisor", que es el siguiente:

El propósito es amplificar, por esa razón el transistor tiene que trabajar en la zona ACTIVA.

Como estamos en activa VBE = 0.7 V. Por lo tanto y viendo la malla de entrada la tensión VC será de 4.3 V. Entonces la intensidad IE por la resistencia RE será de:

La malla de salida:

Gráficamente:

d) Presentar las mediciones efectuadas en cada circuito dibujando en

una hoja completa , con el diseño original.

e) Dibujar las rectas de carga a partir de las tablas llenadas, en una sola hoja

para poder hacer comparaciones, una por cada tabla.

f) Explicar los puntos Q obtenidos y las variaciones de la rectas de carga

DC.

g) Comprobar teóricamente la ganancia de la configuración del circuito 1 y

Explicar la ganancia experimental de la tabla 1.

h) Comprobar teóricamente y Explicar la configuración del circuito 2, los valores

esperados y las aplicaciones de ella.

i) Realizar la simulación del circuito (multisim) y presentar los resultados

obtenidos, en valores y gráficos

VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

Observacones:

1.-La selección del punto de trabajo de un transistor se realiza a través de diferentes circuitos de polarización que fijen sus tensiones y corrientes

2.- la región de corte donde ambas uniones están conectadas en contra. La corriente de base es muy pequeña, y no fluye, para todos los efectos, corriente al emisor

3.- la región activa el transistor actúa como un amplificador lineal. La unión BE está conectada en directo y la unión CB está en reversa

4.- región de saturación Ambas uniones están conectadas en directo. Cuando un transistor trabaja en esta región este funciona como interruptor

5.-region de ruptura que determina el límite físico de operación del transistor

Conclusiones:

1.-La polarización con una fuente es mucho más estable aunque el que más se utiliza con componentes discretos es el circuito de auto polarización.

2.-La polarización de colector-base asegura que el transistor nunca entra en saturación al mantener su tensión colector-base positiva.

3.-La polarización con una fuente sin resistencia de emisor es poco recomendable por carecer de estabilidad; bajo ciertas condiciones se puede producir deriva térmica que autodestruye el transistor

4.- El funcionamiento de un transistor BJT se explica como el de dos diodos PNP pegados uno a otro

5.- De acuerdo con la unión de sus componentes se clasifican en transistores de tipo NPN y PNP

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