Transistor

INFORME DE LABORATORIO #04
SEGUIDOR EMISOR
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ELECTRÓNICA BÁSICA − LABORATORIO
BOGOTÁ
2004
INTRODUCCIÓN
Este informe invita al lector a conocer de una manera concisa el manejo de los transistores de una manera de
amplificación; Esta practica utiliza el transistor bipolar como amplificador y el circuito amplificador en
emisor común. Utilizando el seguidor emisor comotambién la configuración Darlington, como una poderosa
herramienta, en el uso electrónico.
Brevemente conoceremos que pasos seguimos estrictamente en la práctica desde que se entró en la sala del
laboratorio, hasta el momento en el que se finalizo la práctica.
De una manera secuencial veremos paso a paso como manipulamos los artefactos, con ayuda de ilustraciones.
Así se podrá entender de una manera concisa, al tener una ilustración de cada cosa que acontece para tratar de
remediar la ausencia de masa al detallar por medio de la descripción en la redacción de este trabajo.
Por ultimo queda nuestra expectativa hacia el lector de que al mediante la lectura, reciba con agrado lo que
hemos plasmado en este informe de laboratorio; como la comprensión sea oportuna en cada línea que
cuidadosamente hemos redactado.
OBJETIVOS
• Identificar y manejar diferentes instrumentos de medición.
• Reconocer, identificar los errores en un trabajo.
• Presentar adecuadamente el informe de un trabajo experimental.
• Analizar los resultados experimentales.
• Conocer las diversas técnicas implementadas en el laboratorio.
• Formar una capacidad de análisis critica, para interpretar de una manera optima los resultados obtenidos, de
una forma lógica como analítica.
MARCO TEÓRICO
CONEXIÓN DARLINGTON
Una conexión muy popular de dos transistores de unión bipolar para que operen como un transistor con
superbeta es la conexión Darlington, mostrada en la figura de la izquierda; Conjunto de transistor Darlington.
La principal característica de la conexión Darlington es que el transistor compuesto actúa como una sola
1
unidad, con una ganancia de corriente, que es el producto de las ganancias de corriente de los transistores
individuales. Si la conexión de hace cuando se utilizan dos transistores separados que tengan ganancias de
corriente y , la conexión Darlington proporcionará una ganancia de corriente de:
Si los dos transistores están pareados para que = = , la conexión Darlington da una ganancia de
corriente de:
Una conexión Darlington de transistores proporciona un transistor que tiene una ganancia de corriente
muy grande, casi siempre da unos cuantos de miles.
CONFIGURACIÓN EMISOR−SEGUIDOR
Cuando se toma la salida a partir de la terminal del emisor como se muestra en la figura izquierda.
Se reconoce a la red como emisor−seguidor. El voltaje de salida siempre es ligeramente menor que la señal de
entrada, debido a la caída de la base al emisor, pero la aproximaciónpor lo general es buena. A diferencia del
voltaje del colector, el voltaje está en fase con la señal . Esto es, tantocomomantendrán sus valores pico
positivos y negativos al mismo tiempo. El hecho de que siga la magnitud de con una relación dentro de fase
acredita la terminología emisor−seguidor.
En dicha figura aparece la configuración de emisor−seguidor más común. De hecho, debido a que el colector
está conectado a tierra para el análisis en ac. en realidad es una configuración de colector−común. En la que
tienen de salida.
La configuración emisor−seguidor se utiliza con frecuencia para propósitos de acoplamiento de impedancia.
Presenta una alta impedancia en la entrada y una impedancia baja en la salida, la cuál es diferentemente
opuesta a la configuración de polarización fija estándar. El efecto que se obtiene es muy similar al que se
logra con un transformador, donde se acopla una carga con la impedancia de la fuente para obtener una
máxima transferencia de potencia a través del sistema.
Al sustituir el circuito equivalenteen la red de la figura mostrada anteriormente, se obtiene la red de la figura a
continuación de la sustitución del circuito equivalenteen la red ac equivalente de ac de la figura anterior. El
efecto de se examinará más adelante.
La impedancia de entrada se encuentra determinada de la misma manera:
con o y
: La impedancia de salida se describe mejor al escribir la ecuación para la corriente :
que al multiplicar por para establecer Ie.
Así se construye la red definida por la ecuación anterior.
MATERIALES
2 Transistores 2N 2222.
1 Multímetro.
4 Resistencias. 180 K, 68 K, 1K, 180.
2
1 Protoboard.
1 Fuente ac.
2 pares de caimanes para la fuente.
3 Cable de Poder.
1 Osciloscopio
1 Fuente dc.
1 condensador de 1f.
PROCEDIMIENTO
Después de solicitar el material necesario para la práctica, empezamos a construir el primer de los dos
montajes asignados; para los cuales deseamos conocer el punto q, el , la ganancia y donde se transada el
punto q si .
Al medir con el osciloscopio y con el multímetro obtuvimos los siguientes resultados:
Esta
practica utiliza el transistor bipolar como amplificador y el circuito amplificador en emisor común. Con la
figura de la izquierda podemos fijar el punto de trabajo del transistor, dejando accesible el terminal de base
para poder introducir la señal de entrada, y el del colector para poder extraer la de salida, y trabajar así, en
pequeña señal, en la configuración de emisor común. El análisis del circuito es más simple utilizando el
circuito equivalente de la figura de la derecha, donde la malla de base ha sido sustituida por su equivalente
Thevenin.
La aplicación de las leyes de Kirchhoff a las mallas de base y de colector permite encontrar el punto de trabajo
en continua, que viene definido por las corrientes de base y de colector y la tensión entre colector y emisor.
La tensión entre base y emisor es la que corresponde a esta unión en polarización directa, que para transistores
de silicio vale aproximadamente 0.7V, pero en nuestro case es de 0.6V. Por otra parte la corriente del punto de
reposo no dependerá del parámetro del transistor se cumple que, Esta condición es importante, dado que
varía mucho de un transistor a otro, aunque sean del mismo tipo. La figura de la recta de carga visualiza la
posición del punto de trabajo sobre las características de salida del transistor.
La polarización del transistor también determina la potencia que se dispara en el circuito. Para evaluarla, se
considera que la corriente de base es despreciable frente a la de colector. En consecuencia, la potencia total
disparada en la malla de colector es , que se distribuye entre las resistencias y el transistor como y ,
respectivamente.
El circuito de la figura del primer montaje a realizar para la práctica en la parte superior izquierda representa a
un amplificador que utiliza un transistor bipolar en emisor común. Como puede observarse, al circuito de
polarización de la figura de la hoja anterior en la parte inferior izquierda, se le ha añadido un condensador que
permite el paso de la señal de entrada y evita que el circuito generador de esta señal modifique el punto de
trabajo en continua, ya que, en estas condiciones, el condensador se comporta como un circuito abierto.
Normalmente, no como en nuestro montaje se añade un condensador a la resistencia del emisor que desacopla
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una parte de la resistencia de emisor. Este desacoplamiento parcial de la resistencia de emisor permite tener un
control de la ganancia en tensión del amplificador. La figura de la derecha presenta un circuito equivalente
simplificado en pequeña señal del amplificador. La resistencia es parte de re no desacoplada, es decir, la parte
de esta residencia comprendida entre el emisor y el cursor de l potenciómetro. Recordando que se puede
identificar con , y que es aproximadamente y vale:
Donde la tensión térmica es es .
Para determinar la ganancia en tensión hacemos el cociente del voltaje de salida sobre el de entrada.
De lo que podemos deducir que la ganancia tención es aproximadamente 1.
La forma de onda mostrada por el osciloscopio fue la de la derecha la cual muestra que el transistor rectifica la
parte negativa de la onda recortándola en cierto porcentaje un poco menor que su punto medio de cresta
negativa.
Para el segundo montaje procedemos a realizar lo mismo pero, esta vez al construirlo cambiamos la
resistencia de 1K, por una de 180. Y en el transistor utilizamos una configuración de Conjunto de transistor
Darlington, para aumentar el beta del transistor.
Deseamos conocer el nuevo punto q, el , la ganancia y donde se transada el punto q si .
Al medir con el osciloscopio y con el multímetro obtuvimos los siguientes resultados:
Podemos fijar el punto de trabajo del transistor, volvemos a utilizar el circuito equivalente de la figura de la
derecha, donde la malla de base ha sido sustituida por su equivalente Thevenin.
La aplicación de las leyes de Kirchhoff a las mallas de base y de colector permite encontrar el punto de trabajo
en continua, que viene definido por las corrientes de base y de colector y la tensión entre colector y emisor.
Graficamos la curva de carga:
Como podemos ver el punto q se encuentra en la zona de corte ya que es muy cercano a cero para la corriente
de colector y muy cercano a 20 en el voltaje de colector, no es posible verlo en la gráfica.
Calculando la ganancia en tensión tenemos; y en este montaje la onda esta sobrepuesta sobre la otra, es igual.
CONCLUSIONES
Una conexión Darlington de transistores proporciona un transistor que tiene una ganancia de corriente muy
grande, casi siempre da unos cuantos de miles.
Se reconoce a la red como emisor−seguidor. El voltaje de salida siempre es ligeramente menor que la señal de
entrada, debido a la caída de la base al emisor, pero la aproximaciónpor lo general es buena. A diferencia del
voltaje del colector, el voltaje está en fase con la señal . Esto es, tantocomomantendrán sus valores pico
positivos y negativos al mismo tiempo.
Esta practica utiliza el transistor bipolar como amplificador y el circuito amplificador en emisor común.
Podemos fijar el punto de trabajo del transistor, dejando accesible el terminal de base para poder introducir la
señal de entrada, y el del colector para poder extraer la de salida, y trabajar así, en pequeña señal, en la
configuración de emisor común.
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El análisis del circuito es más simple utilizando el circuito equivalente donde la malla de base se sustituye por
su equivalente Thevenin, un circuito equivalente simplificado en pequeña señal del amplificador.
En emisor−seguidor podemos deducir que la ganancia tención es aproximadamente 1.
El Beta en conexión Darlington es del orden de los miles. Al ser un producto de dos betas de alrededor de
centenas.
Punto Q
0
5
10
15
20
0
5
10
15
20
Vce
5
Icq
(mA)
Punto Q
Punto Q
0,0000000
0,0200000
0,0400000
0,0600000
0,0800000
0,1000000
0
5
10
15
20
Vce (V)
Icq (mA)
Punto Q
6