Bajar en formato pdf - IACI - Universidad Nacional de Quilmes

Universidad Nacional de Quilmes
Laboratorio de Electrónica Analógica
Facultad de Ingeniería en Automatización y Control Industrial
Laboratorio Nº 2 Transistores Bipolares
Materiales: R 33k, R 1kΩ, R 100Ω, R 560Ω, Potenciómetro de 10kΩ, 2 C
100µF, Transistor BC 337-025 o BC 237B
Introducción
Un buen diseño de circuitos discretos debe contemplar todas las posibles
variaciones que se puedan presentar en los parámetros de los componentes
con el objetivo de minimizar sus efectos en la respuesta del circuito.
En este caso vamos a observar cómo se comporta el siguiente circuito para
una variación de la temperatura y las modificaciones que se le puedan hacer
para mejorar su respuesta.
Los parámetros
del transistor que
varían en mayor proporción con el
aumento de la temperatura son:
βF ↑: Ganancia de corriente en continua
Aumenta
βBE ↓ : Tensión de base-emisor decrece
2.2 mV por cada ºC, aprox.
Ico ↑ : Corriente Inversa de colector se
duplica cada 1º ºC, aprox.
Estabilización del punto de reposo
Armar el circuito de la figura No.1 con y sin RE, proceder de la siguiente
manera:
1. Regular el potenciómetro para obtener el punto de reposo VCQ=Vcc/2.
2. Por medio de un dispositivo calefactor (un soldador) elevar la
temperatura del transistor.
3. Medir IC y VBB, volcar la medición en la tabla.
4. Describir lo ocurrido a partir de los datos obtenidos.
Tiempo
RE=0
RE=100
0
IC (mA)
VBB (V)
IC (mA)
VBB (V)
30”
1’
1’30”
2’
2’30”
3’
Nota: Sólo se tiene en cuenta las variaciones de IC provocadas por variaciones
de VBB. Se podría tener en cuenta los demás parámetros y luego aplicar
superposición.
Para comprender los resultados obtenidos, se pueden hacer los siguientes
cálculos:
Resolviendo la malla de entrada se obtiene la figura No.2
VTH= IBRTH + VBE
Sabiendo que IC = βFIB + (1+βF)ICO
despejando IB se tiene:
IB = [IC - (1+βF)ICO ] / βF
Despreciando IC y suponiendo que βF no varia se tiene IC = βFIB, despejando IB
se obtiene IB = IC / βF
Reemplazando IB en la ecuación VTH, se obtienen dos ecuaciones para
distintas temperaturas:
VTH=
IB1RTH + VBE1
@°T1
IB2RTH + VBE2
@°T2
Igualando las dos ecuaciones y reemplazando IC = βFIB en IB1RTH + VBE1 =
IB2RTH + VBE2 se tiene (IC1/βF)RTH + VBE1 = (IC2/βF)RTH + VBE2 obteniéndose
finalmente ∆IC = -∆VBE (βF/RTH)
Como VBE decrece con la °T ⇒ ∆VBE < 0 y ∆IC >0
Si se hacen los mismos cálculos agregando RE se obtiene
∆IC = -∆VBE / RE[1+ RTHRE-1(1+ βF) -1 ] y suponiendo βF >>1 queda
∆IC = -∆VBE βF (RTH+REβF) –1 acá se puede observar que RE aparece en el
numerador afectado por βF, esto indica que las variaciones de IC serán
pequeñas.
Ganancia de Corriente Continua
Armar el circuito de la figura No.3 con y sin RE, proceder de la siguiente
manera:
1. Regular el potenciómetro para obtener el punto de reposo VCQ=Vcc/2.
2. Medir IB y IC
3. Calcular la ganancia estática (de Continua) A= IC/IB
4. Aumentar la corriente de base variando el potenciómetro, explicar lo
sucedido
Pequeña Señal
Modificar el circuito de la figura No.3 de la siguiente manera:
Ajustar el generador de señales para tener una señal senosoidal de 100m Vpp
con una f= 1 KHz.
Para los casos con y sin RE, con y sin CE
1. Regular el potenciómetro para obtener el punto de reposo VCQ=Vcc/2.
2. medir la tensión de salida y calcular la ganancia de tensión, compararla
con la obtenida anteriormente.
3. calcular la R de entrada de pequeña señal (ri)