UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERA Y
CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE TECNOLOGAREA DE ELECTRNICA
INFORME DE LABORATORIO DE ELECTRONICAPRACTICA N 6FAMILIARIZACION
CON LOS TRANSISTORES
GRUPO:LUIS QUEREIGUA24948819ARNALDO CUAREZ 16718451 EVELYN D.
DIAZ VELIZARIO20737682
FECHA DE ENTREGA: _______________
PUERTO LA CRUZ, 03-06-2014
INDICE
Pg.
INTRODUCCIN.3
OBJETIVOS..4
MATERIALES Y EQUIPOS.MARCO
TEORICO.DESARROLLO..ASIGNACIONES..OBSERVACIONES56151819
RECOMENDACIONES..20
CONCLUSIONES 21BIBLIOGRAFIA.. 22ANEXOS. 23
INTRODUCCION
El transistor, inventado en 1951, es el componente electrnico
estrella, pues inici una autntica revolucin en la electrnica que ha
superado cualquier previsin inicial. Tambin se llama Transistor
Bipolar o Transistor Electrnico.
El Transistor es un componente electrnico formado por materiales
semiconductores, de uso muy habitual pues lo encontramos presente
en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios,
alarmas, automviles, ordenadores, etc.
Vienen a sustituir a las antiguas vlvulas termoinicas de hace
unas dcadas. Gracias a ellos fue posible la construccin de
receptores de radio porttiles llamados comnmente "transistores",
televisores que se encendan en un par de segundos, televisores en
color, etc. Antes de aparecer los transistores, los aparatos a
vlvulas tenan que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban
ms de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningn caso podan
funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenan.
Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran
medida, el diseo de circuitos electrnicos de reducido tamao, gran
versatilidad y facilidad de control.
OBJETIVOS
1.1 Determinar las especificaciones tcnicas de os transistores,
el estado de funcionamiento, tipo de transistor e identificacin de
sus terminales.
1.2 determinar experimentalmente la caracterstica de entrada del
transistor en configuracin de emisor comun.
1.3 determinar experimentalmente la caracterstica de salida del
transistor en configuracin emisor comn.
MATERIALES Y EQUIPOS
2 fuentes de tensin variables de 0v a 30v Multmetro Analogico.
Miliamperimetro. Microamperimetro Transistor tipo 2N39042
Resistencia de 10kohm / W Resistencia 3.3Kohm, W
MARCO TEORICO
Un transistor es un componente que tiene, bsicamente, dos
funciones:
- Deja pasar o corta seales elctricas a partir de una PEQUEA
seal de mando. Como Interruptor.
- Funciona como un elemento AMPLIFICADOR de seales.
Pero el Transistor tambin puede cumplir funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
Veamos como funciona un transistor.
Funcionamiento del Transistor
Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo
dentro de un circuito:
- En activa : deja pasar mas o menos corriente.
- En corte: no deja pasar la corriente.
- En saturacin: deja pasar toda la corriente.
Para comprender estos 3 estados lo vamos hacer mediante un smil
hidrulico que es ms fcil de entender.
Lo primero imaginemos que el transistor es una llave de agua
como la de la figura. Hablaremos de agua para entender el
funcionamiento, pero solo tienes que cambiar el agua por corriente
elctrica, y la llave de agua por el transistor y ya estara
entendido (luego lo haremos). Empecemos.
Transistor
En la figura vemos la llave de agua en 3 estados diferentes.
Para que la llave suba y pueda pasar agua desde la tubera E hacia
la tubera C, es necesario que entre algo de agua por la tubera B y
empuje la llave hacia arriba (que el cuadrado de lneas suba).
- Funcionamiento en corte: si no hay presin de agua en B (no
pasa agua por su tubera), la vlvula esta cerrada, no se abre la
vlvula y no se produce un paso de fluido desde E (emisor) hacia C
(colector).
- Funcionamiento en activa: si llega algo de presin de agua a la
base B, se abrir la vlvula en funcin de la presin que llegue,
comenzando a pasar agua desde E hacia C.
- Funcionamiento en saturacin: si llega suficiente presin por B
se abrir totalmente la vlvula y todo el agua podr pasar desde el
emisor E hasta el colector C (la mxima cantidad posible). Por mucho
que metamos ms presin de agua por B la cantidad de agua que pasa de
E hacia C es siempre la misma, la mxima posible que permita la
tubera.
Como ves una pequea cantidad de agua por B permite el paso de
mucho ms agua entre E y C (amplificador).
Entendido? Pues ahora el funcionamiento del transistor es igual,
pero el agua lo cambiamos por corriente elctrica y la llave de agua
ser el transistor.
En un transistor cuando no le llega nada de corriente a la base,
no hay paso de corriente entre el emisor y el colector (en corte),
funciona como un interruptor abierto entre el emisor y el colector,
y cuando tiene la corriente de la base mxima (en saturacin) su
funcionamiento es como un interruptor cerrado, entre el emisor y el
colector hay paso de corriente y adems pasa la mxima corriente
permitida por el transistor entre E y C.
El tercer caso es que a la base del transistor le llegue una
corriente ms pequea de la corriente de base para que se abra el
transistor, entonces entre Emisor y Colector pasar una corriente
intermedia que no llegar a la mxima.
Como ves el funcionamiento del transistor se puede considerar
como un interruptor que se acciona elctricamente, por medio de
corriente en B, en lugar de manualmente como son los normales. Pero
tambin se puede considerar un amplificador de corriente por que con
una pequea corriente en la base conseguimos una corriente mayor
entre emisor y colector. Acurdate del smbolo y mira la siguiente
figura:
Transistor como amplificador
Las corrientes en un transistor son 3, corriente de base Ib,
corriente de emisor Ie y corriente del colector Ic. En la imagen
vemos las corrientes de un transistor tipo NPN.
Corrientes del transistor
Los transistores estn formados por la unin de tres cristales
semiconductores, dos del tipo P uno del tipo N (transistores PNP),
o bien dos del tipo N y uno del P (transistores NPN).
Hay una gama muy amplia de transistores por lo que antes de
conectar deberemos identificar sus 3 patillas y saber si es PNP o
NPN. En los transistores NPN se deba conectar al polo positivo el
colector y la base, y en los PNP el colector y la base al polo
negativo.
Tipos de transistores Diferencias entre el transistor PNP y el
NPN
Fjate en los 2 tipos, la principal diferencia es que en el PNP
la corriente de salida (entre el emisor y colector) entra por el
emisor y sale por el colector. Fjate que la flecha en el smbolo
"pincha a la base". Una regla para acordarse es que el PNP pincha
(la p del principio).
En el NPN la corriente entra por el colector y sale por el
emisor, al revs. Si te fijas en la flecha la flecha "no pincha a la
base". Segn la regla NPN = no pincha (la N del NPN). Con esta regla
te acordars mu fcilmente si el smbolo es de un PNP o NPN. Recuerda
pincha PNP, no pincha NPN.
Otra cosa muy importante a tener en cuenta es la direccin de las
corrientes y las tensiones de un transistor, sea NPN o PNP. Fjate
en la siguiente imagen. En este caso hemos puesto el emisor abajo y
el colector arriba, no pasa nada es lo mismo, pero en algunos
esquemas te los encontrars de esta forma y es bueno verlos as
tambin.
Transistor corrientes y tensiones
Es fcil si te fijas averiguarlas por intuicin con la flecha del
smbolo. Si es PNP lgicamente la IE tendr la direccin del emisor,
por que entra por l. Por donde entran las corrientes estar el
positivo de las tensiones. Si la corriente del emisor entra por el
emisor (PNP), la tensin emisor colector tendr el positivo por donde
entre, es decir en el emisor, y se llamar Tensin emisor-colector.
Si la corriente entra por el colector, o lo que es lo mismo sale
por el emisor se llamara Tensin colector-emisor y la corriente
saldr por el emisor. No te les que es muy fcil, solo tienes que
fijarte un poco, y no hace falta aprenderlas de memoria.
Formulas del Transistor
Si te fijas en un PNP la corriente que entra es la del emisor, y
salen la del colector + la de la base, pero al ser la de base tan
pequea comparada con las otras dos se puede aproximar diciendo que
IE = IC. En realidad las intensidades en un transistor seran:
IE = IC + IB; para los 2 tipos de transistores. Fijate en la
flecha del smbolo y las deducirs.
Si nos dan 2 intensidades y queremos calcular la tercera solo
tendremos que despejar.
Cmo seran las intensidades en corte? Pues todas cero.
Otro dato importante en un transistor es la ganancia, que nos da
la relacin que hay entre la corriente de salida IC y la necesaria
para activarlo IB (corriente de entrada). Se representa por el
smbolo beta .
= IC / IB
La ganancia es realmente lo que se amplifca la corriente en el
transistor. Por ejemplo una ganancia de 100 significa que la
corriente que metamos por la base se amplifica, en el colector, 100
veces, es decir ser 100 veces mayor la de colector que la de la
base. Como la de colector es muy parecida a la del emisor, podemos
aproximar diciendo que la corriente del emisor tambin es 100 veces
mayor que la de la base.
En un transistor que tenga una ganancia de 10 si metemos 1
amperio por la base, por el colector obtendremos 10 amperios. Como
ves es el transistor tambin es un amplificador. Pero OJO imagina
que el transistor que tienes solo permite como mximo 5 amperios de
salido, qu pasara si metemos 1 amperio en la base? Se quemara!! por
que no soportara esa corriente en el colector.
Tambin es muy importante que sepas que la corriente del colector
depende del receptor que tengamos conectado a la salida, entre el
colector y el emisor. La corriente del colector ser la que "chupe"
ese receptor, nunca mayor. Si en el caso anterior el receptor fuera
un lmpara que solo consumiera 3 amperios no pasara nada, ya que
entre el emisor y el colector solo circularan los 3 amperios que
demanda la lmpara. Fjate en el siguiente circuito:
Transistor con bombilla
La lmpara "chupa" 3 amperios, pues la corriente mxima que pasar
entre emisor y colector, o lo que es lo mismo la corriente que
circular por el circuito de salida ser 3A, nunca ms de 3 Amperios,
que es la que demanda lmpara.
En ese circuito para que la lmpara luzca necesitamos meter una
pequea corriente por la base para activar el transistor. Si no hay
corriente de base la lmpara no lucir, por que el transistor acta
como un interruptor abierto entre el colector y el emisor.
De todas formas hay que fijarse muy bien en las corrientes
mximas que aguanta el transistor que estemos usando para no
quemarlo.
Otro dato importante es la potencia mxima que puede disipar el
transistor. Segn la frmula de la potencia: P = V x I, en el
transistor sera:
P = Vc-e x Ic tensin colector-emisor por intensidad del
colector.
Tenemos que saber la potencia que tiene el receptor o los
receptores que pongamos en el circuito de salida para elegir un
transistor que sea capaz de disipar esa misma potencia o superior,
de lo contrario se quemara.
En el caso del circuito anterior P = 3A x 6V = 18w, con lo cual
el transistor para el circuito deber ser de esa misma potencia,
mejor un poco mayor.
Po ltimo hablemos de las tensiones. Todos los transistores
cumplen que Vcb + Vbe = Vce, es decir las tensiones de la base son
iguales a la tensin de salida.
El circuito bsico de un transistor es el que ves a
continuacin:
Circuito transistor
La resistencia de base sera la de 20Kohmios y la resistencia de
1Kohmios sera el receptor de salida. Muchas veces se usa la misma
pila para todo el circuito, como vers ms adelante.
DESARROLLO2.1 Objetivo: especificaciones y estado de
funcionamiento. 2.1.1 Usando el manual de semiconductores tome nota
de las especificaciones tcnicas para el transistor que usted va a
usar. 2.1.2 Mida la resistencia directa e inversa entre los trminos
base-emisor, base-colector y colector-emisorempleando el multmetro
analgico en la escala mas conveniente.
2.2. Obtencin de la curva caracterstica de entrada.2.2.1
Implemente el circuito en la figura 1.
2.2.2 Asigne diferentes valores de tensin Vbb y para cada uno de
ellos mida los valores de Vbe, Ib, Vce e Ic.
2.3 Obtencion de la curva caracterstica de salida.2.3.1
Implemente el circuito en la figura numero 2.2.3.2 Asigne
diferentes valores de tensin Vcc y para cada uno de ellos mida los
valores de Vbe, Ib Vce e Ic.
RESULTADOS DEL DESARROLLO:
Caracteristicas del transistor: tipo 2N3904Base- emisor:
resistencia directa 1Kohm Base- emisor: inversa: InfinitoBase-
colector: resistencia directa 1KohmBase- colector: inversa:
infinitaColector- emisor: directa: infinito.Colector- emisor:
inversa: infinito.
2n3904: reemplazo: 123APPolaridad y material: NPN de
silicio.Descripcin y aplicacin: amplificador de audio VHF
frecuencia Driver (compt to NTE159)Case style: T092Maximo colector
de corriente (amp): 0,6 De colector a base (voltios):75vDe colector
a emisor(voltios): 40vDe emisor a base (voltios): 6vTipic forward
corrent gain: 200Mximo colector poder de sisipacion: 0,625
Caractersticas de montaje transistor:VBB Y VBC VARIAX DE 0 A 5V:
10 VECES.
VBB0O.511.522.533,544.55
VBE00,380,650,680,690,70,70,70,70,70,7
IB003980132175200245290340380
VCE25240,150,10,090,080,070,070,060,060,05
IC00,01666,56,56,56,5777
SEGUNDA TABLA:
VCC02468101214161820222426
VBE0,60,60,60,60,650,650,650,650,650,690,690,700,700,70
IB380380380380380380380380380380380380380380
VCE00,010,010,010,010,020,030,030,030,040,040,050,050,06
IC00,561,11,62,12,83,43,94,555,55,866,2
ASIGANCIONES
3.1 Reporte las seales obtenidas en el paso 2.1.3 indicando las
diferentes amplitudes y frecuencias.
3.2 Construya una tabla donde se comparen los diferentes
factores de rizo.
3.3 Si el circuito de la figura 1 se surituye a RL por 100 Ohm
que sucedera? Explique?.
3.4 Emita sus conclusiones y reporte la bibliografa
consultada.
SOLUCION DE LAS ASIGNACIONES:
3.1 SOLUCION:FR con Rl: 560 Vt: 15,12v VDC/VM= pto
grafico.15,12v/16,3v = 0,92FR= 0,2PARA VL CON RL: 56011,93/16,3=
0,73 pto graficoFR= 0,3FR CON RL 1K:VT=18,5V18,5/16,3=1,13 pto
graficoFR= 0,15PARA VL CON RL 1K12,93/16,3=0,73 pto graficoFR=
0,3
3.2 SOLUCION: Factor de rizoCON RL 560CON RL 1K
VT0,20,15
VL0,30,3
3.3 SOLUCION: EL VOLTAJE VT DISMINUYE PUESTO QUE EN NIVEL DE
RECTIFICACION ES MENOR AL
OBSERVACIONES
La principal ventaja de un transistor es que es capaz de
controlar corrientes elevadas a la salida con corrientes muy muy
pequeas a la entrada. Las fuentes de poder no siempre son precisas.
Siempre asegurarse de que la perilla se encuentre en 0 porque
podemos daar el circuito formado. El variac se usa regularmente con
los colores negro y rojo en su forma, pero se puede conectar de
cualquier manera. Hay que tomar en cuenta que lo primero que se
debe hacer al llegar al laboratorio es prender el osciloscopio y
calibrarlo ya que este tarda en estar en correcto funcionamiento.
Todos los semiconductores a mayor temperatura son ms resistivos. El
uso adecuando del manual de operaciones nos lleva a realizar la
practica de manera ms efectiva. En esta oportunidad usamos un
microamperimetro para tener resultados mas especficos de la
practica realizada.
RECOMENDACIONES Verificar siempre que el circuito que hemos
desarrollado este en su forma adecuada. Tratar los materiales de
laboratorio con cuidado ya que estos pueden deteriorase con la mala
manipulacin. Recordar siempre regresar los materiales al almacen y
dejar el laboratorio limpio y ordenado. Evitar las cadas o golpes
fuertes. Antes de transportar los materiales debe proporcionarse el
selector de alcance en TRANSIT. Esto evitara que la aguja oscile
violentamente con peligro de daarse el mecanismo giratorio En caso
del variac. Antes de conectarlo: Asegurarse que se ha seleccionado
la funcin apropiada: vatmetro. Asegurarse que se ha seleccionado el
alcance apropiado. En caso contrario, es muy probable que se dae la
bobina giratoria del galvanmetro y la aguja. Tomar en cuenta la
polaridad del circuito. De no ser as la aguja girara al sentido
contrario del que se supone. Pudiendo daarse. Implementar
conocimientos tericos de manera adecuada para poder ejecutar de
manera ms rpida el desarrollo de la prctica.
CONCLUSION
El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor (Un
semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o
como aislante dependiendo del campo elctrico en el que se
encuentre), que cumple funciones de amplificador.(De forma general,
un amplificador es un dispositivo que, mediante la utilizacin de
energa externa, magnifica la amplitud o intensidad de un fenmeno
fsico), oscilador, conmutador o rectificador. El trmino
"transistor" es la contraccin en ingls de transfer resistor
("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra
prcticamente en todos los enseres domsticos de uso diario: radios,
televisores, grabadores, reproductores de audio y vdeo, hornos de
microondas, lavarropas automticos, automviles, equipos de
refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras,
calculadoras, impresoras, lmparas fluorecentes, equipos de rayos X,
tomgrafos, ecgrafos, reproductores mp3(ipod), moviles, infinidad de
ellos ms.
BIBLIOGRAFIA.
Simpson electrice Co, Manual del VOM; Canad. CEAC. Manual de
Instrumentos Elctricos de Medida. Espaa 1987. Paul B. Zbar.
Prcticas de Medicin con Instrumentos Electrnicos. Marcombo, S.A.
Espaa 1989.
ANEXOS
2