Práctica 7: Características y Polarización de Transistor BJT

FISI 3143: Laboratorio de Electrónica I
Departamento de Física y Electrónica
Universidad de Puerto Rico en Humacao
2014-2015
Práctica 7: Características y Polarización de Transistor BJT
Objetivo:
Estudiar propiedades y curvas características de transistor BJT.
Referencias:
1. Notas y enlaces en página del curso (http://mate.uprh.edu/~iramos/fisi3143.html).
2. Boylestad and Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Prentice Hall, 7th
Ed., Cap. 3.
Preguntas de repaso:
1. Explique las características del transistor de unión bipolar (BJT) y las diferencias
entre los BJT tipo NPN y tipo PNP.
2. ¿Qué características tiene el BJT con polarización Emisor Común?
1. Transistor de Unión Bipolar (BJT)
El transistor es un dispositivo semiconductor de tres terminales donde la señal de uno de
los terminales controla las otras dos. Los transistores se utilizan para amplificación,
regulación de potencia y como interruptores. El transistor de unión bipolar (BJT) está
formado por la unión de dos semiconductores tipo n y uno tipo p, o dos tipo p y uno tipo n.
Se conoce como transistor bipolar ya que la corriente es producida tanto por electrones
como por huecos. La figura 1 muestra la construcción de un BJT tipo npn (dos
semiconductores tipo n separados por un semiconductor tipo p) y su correspondiente
símbolo esquemático. Los terminales del transistor se identifican como Colector (C),
Emisor (E) y Base (B). La figura 2 muestra un BJT tipo pnp.
Figura 1. BJT tipo npn
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Figura 3. Foto de BJT con
terminarles.
Figura 4. Terminales BJT vistos
desde parte inferior.
La figuras 3 y 4 muestran un ejemplo y un esquemático de la parte inferior de un BJT que
nos permite identificar sus terminales (Colector, Base y Emisor), respectivamente. Note
que los terminales son los mismos para NPN y PNP.
Como los transistores BJT pueden representarse internalmente como la unión de dos
diodos (ver figura 5), el DMM puede utilizarse para revisar cada diodo como aprendimos
en las prácticas anteriores.
Práctica 1: Verificar funcionamiento del BJT
1. Seleccione un par transistores BJT NPN y
PNP. Note que la codificación comienza
con 2N. Los transistores más utilizados en
el laboratorio son el 2N3904 y 2N3906.
Anote su código e identifique sus
terminales.
2. Verifique que funcionan correctamente
utilizando la técnica que utilizamos para
los diodos. Coloque las puntas de prueba
del DMM entre los terminales: BE, EB, BC
y CB. Explique sus resultados.
3. Seleccione un transistor NPN que
funcionen correctamente para la próxima
práctica (2N3904 o similar).
Figura 5. Representación de transistors
BJT como uniones de dos diodos: a) NPN
y b) PNP.
2. Curvas Características de BJT
La operación del transistor se obtiene polarizando las uniones pn o np. La figura 6
muestra un circuito polarizado en configuración “Emisor Común”. Las curvas
características de la entrada del Emisor Común son las curvas de IB versus VBE para
distintos valores de VCE. Como usted puede deducir del circuito, estas curvas se
comportan como las curvas características de un diodo. La figura 7 muestra las curvas
características de la salida del emisor común con sus correspondientes zonas de
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operación (Amplificación o Activa, Saturación o Cut-Off). Aplicando las leyes de Kirchhoff
al circuito obtenemos:
I E =I C + I B
V CE =V CC −RC I C
V BE =V BB−R B I B
Para polarización dc la relación entre IC e IB está dada por el parámetro ß donde:
β=
I C . ß también se conoce como la ganancia dc porque es la razón entre la ganancia
IB
en la salida del circuito (C) y la entrada (B).
Práctica 2: Parámetros del BJT
1. Construya el circuito en la figura 7 utilizando el transistor NPN de la Práctica 1,
RB = 100kΩ y RC= 1kΩ. Anote los valores medidos de sus resistores y utilícelos para
sus cómputos. Utilice un voltaje VCC=7.5 V y ajuste el valor de VBB para que IB sea
igual a 10 µA.
2. Mida los voltajes VCE y VBE en el circuito. Utilice los valores medidos para calcular
el valor de β. Compare con el valor en la hoja de datos de su transistor. No rompa
el circuito porque lo utilizará en la próxima práctica.
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Práctica 3: Curvas Características del Transistor
1. Mantenga el voltaje VBB que utilizó en la Práctica 2. Calcule el voltaje VCC inicial
utilizando los valores obtenidos en la Práctica 2 y la ecuación VCC= RCßIB. Ajuste
la fuente VCC al valor calculado. Mida VCE y calcule IC.
2. Aumente VCC en pasos de 0.1 V, y repita la medida y cómputo de IC. Cuándo IC se
haga constante, continúe aumentando VCC en pasos de 1 V hasta alcanzar 15 V.
Trace la curva de IC versus VCE.
3. Duplique el valor de VBB y repita el procedimiento anterior.
4. Compare sus resultados con los de la figura 7.
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