Manual_Practica_N_4Electronica

¨Electronica Analógica¨
Práctica N° 4:
Transistor
1.-
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA:
2.-
PARTE TEÓRICA:
2.1.-
Transistor. Definición:
Componente electrónico de 3 terminales que se utiliza para controlar el flujo de
electrones. Al controlar la corriente electrónica se pueden obtener aplicaciones útiles, como
ampliación, detección y oscilación.
El transistor se construye con materiales semiconductores de germanio y silicio
formando así tres regiones semiconductoras en forma alternada las cuales se configuran en
dos tipos (ver figuras 4.1 y 4.1):
Colector
P
N
P
Emisor
Base
Figura N° 4.1: Representaciones esquemáticas del Transistor tipo PNP
Colector
N
P
N
Emisor
Base
Figura N° 4.2: Representaciones esquemáticas del Transistor tipo NPN
2.2.1. Conexión de Transistores:
El colector y la base requieren de la misma polaridad con respecto al emisor.
El emisor se polariza directamente y el colector con polarización inversa.
2.2.1.1.
-
Circuito Base Común (ver Figura 4.3):
La base se emplea como referencia común.
El emisor y colector se emplean como conexiones de entrada y de salida.
La señal de la entrada es Ve (generador de c.a.).
El voltaje de salida se representa o se desarrolla a través de una resistencia de carga
(componente a la salida)
Tiene una resistencia de entrada baja. Emisor-base debido a que el emisor esta
polarizado directamente.
Tiene una resistencia de salida alta colector-base debido a que el colector esta
polarizado inversamente.
Ic ≤Ie ; Vc >Ve (Amplifica el voltaje)
Rs>>Re Re≈30Ω y Rs = 1MΩ
Ps> Pe (Amplifica potencia)
En fase señal de entrada y señal de salida.
Figura N° 4.3: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Base Común
2.2.1.2.
-
Circuito Emisor Común (ver Figura 4.4):
El emisor se emplea como referencia común.
La base y el colector se emplean como conexiones de entrada y salida.
El emisor se polariza directamente.
El colector se polariza inversamente.
La base se polariza directamente.
Ie= Ic + IB ; donde Ic >> IB ( AMPLIFICA VOLTAJE Y CORRIENTE)
Ps >> Pe. (Amplificador de potencia)
Un transistor típico de baja potencia podrá obtener una resistencia de entrada de
1000 y 2000 Ω y una resistencia de salida de 50000 Ω a 60000 Ω
Hay inversión de fase de la señal de salida con respecto a la entrada.
Figura N° 4.4: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Emisor Común
2.2.1.3.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Circuito Colector Común (ver Figura 4.5):
El colector es el punto de referencia.
El emisor y la base son las conexiones de entrada y salida.
IE>>IB (amplifica corriente)
VE<VB
El voltaje de salida que aparece en el emisor es debido a que el dispositivo tiende a
mantener una caída de voltaje relativamente constante, en la juntura emisor-base.
El voltaje de salida que aparece en el emisor del transistor tiende a seguir el voltaje de
entrada aplicado a la base. Por eso, el circuito. Colector común se denomina seguidor
emisor.
No hay inversión de fase.
10. Re ≈varios cientos de miles de ohmios.
11. Rs >Re (sirve de acoplador de fuentes de alta impedancia a cargas de baja impedancia)
puede realizar la misma función básica de un transformador adaptador de impedancias.
Figura N° 4.5: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Colector Común
Tabla N° 1: Características de las tres conexiones con transistores:
Característica
Ganancia
Corriente
de
Ganancia de Voltaje
Base Común
Emisor Común
Colector Común
Menos de 1
30 -100
30 - 100
500 - 800
300 - 600
Menos de 1
Impedancia
Entrada
de
50 – 200 Ω
500 Ω - 1 KΩ
20 – 100 KΩ
Impedancia
Salida
de
300 KΩ
50 KΩ
500 Ω
Fase de entrada vs
Salida
En Fase
180° fuera de fase
En Fase
Parte practica
Experiencia № 1
3.1-.
Identificación y prueba de transistores
3.1.1.- Materiales necesarios:
1 MULTIMETRO
1 Transistor 123 AP (NPN pequeño)
1 Transistor de potencia 2N176 ( PNP grande )
Información básica:
Cuando se mide la resistencia del diodo semiconductor, encontró que la resistencia era
alta en una dirección y baja en la otra. Ahora que mida los transistores, encontrara las
mismas características ya que el transistor está compuesto por la unión de 2 diodos.
Con el multímetro podrá probar o identificar los diversos tipos de transistores, ya sea
PNP o NPN y también podrá localizar si hay transistores defectuosos, midiendo la
resistencia entre sus terminales o elementos.
3.1.2.- Desarrollo:
1
Identifique las terminales del transistor NPN 123AP en el manual de
componentes electrónicos ECG (Cual es su base, emisor y colector). Y
dibújelo.
2
Ajuste el milímetro a la escala de ohmios y aplique la punta de prueba
negativa en la base del transistor. Tome nota de la lectura.
3
Aplique la punta de prueba positiva primero en el emisor y luego en el
colector. Anote las medidas realizadas.
4
Invierta las puntas y realice los pasos 2 y 3
5
Aplique la punta de prueba negativa en el emisor y la punta de prueba positiva
en el colector. La resistencia entre emisor y colector es:
6
Invierta las puntas y realice el paso 5. Tabule todos resultados obtenidos.
7
Realice las mismas pruebas con un transistor PNP de potencia (2N176). Y
tabule los resultados.
8
Resuma sus conclusiones para la prueba de transistores.
9
Como será la prueba en transistores PNP. Explique.
Experiencia № 2
3.2.- Medición de corriente del transistor. Transistor como interruptor:
3.2.1.- Materiales necesarios
1
Proto board.
1
Milímetro.
1
Transistor 123 AP (NPN).
1
Transistor de potencia (2N3055 NPN). Conector tipo caimán.
1
Lámpara.
1
Fuente 12 volt Ω.
1
resistor 60 - 80 Ω.
1
resistor 670 - 690Ω.
1 resistor 2.6 – 2.8 kΩ.
1
resistor de 26 – 28 KΩ
3.2.2.- Información básica:
Un transistor es un dispositivo capaz de controlar la corriente de entrada y obtener
corrientes mayores a la salida.
3.2.3.- Pasos a realizar: Construirá circuitos básicos para medir corrientes, luego variara
la polarización física y se utilizara un bombillo o lámpara para observar los cambios de
corriente a la salida.
3.2.4.- Desarrollo:
.- Construya o monte el siguiente circuito (ver figura 4.6)
Figura N° 4.6: Conexión del transistor NPN sin conectar el colector
.Seleccione la escala del multímetro para medir corriente D.C. Mida la corriente de
base ¿cómo es la resistencia del circuito de entrada?
.-
Monte el siguiente circuito.(ver Figura N| 4.7) Explique.
Figura N° 4.7: Conexión del transistor NPN polarizando entrada y salida.
.-
Mida la corriente en el colector del transistor.
.Construya el siguiente circuito (Figura N° 4.8) con el transistor de potencia
(2N3055) NPN.
Figura N° 4.8: Conexión del transistor NPN polarizando solo la salida.
.-
Observe el foco. ¿el foco enciende o no?
.-
¿Cómo es la resistencia del cto de salida? Explique.
.Complete el circuito del transistor agregando en el circuito base al circuito de
colector (ver Figura N° 4.9).
Figura N° 4.9: Conexión del transistor NPN actuando como sw.
.Observe el foco y el valor de corriente y voltaje. Como es la luz del foco; tenue,
brillante o muy brillante?.
.Varie la fuente de voltaje a 3 volt y responda las preguntas anteriores. Luego varié a
4,5 v, a 6 volt hasta que la luz del foco sea muy brillante. Realice una tabla de datos con los
resultados obtenidos y saque conclusiones. Calcule la ganancia de corriente del transistor,
Nota: La proporción de corriente en el colector depende de la ganancia de corriente del
transistor (averiguar en el manual del ECG dicho valor).
Ic = ϐxIb ;
Ic= corriente colector
Ib= Corriente base
ϐ= Ganancia