TRANSISTORES BJT Y AMPLIFICADORES OPERACIONALES22
Ao de la Inversin para el Desarrollo Rural y la Seguridad
Alimentaria
UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PER
PRACTICA DE LABORATORIO CIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS
N7CURSO: LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOSDOCENTE:
NOLASCO ESPINOZA, OSCAR VIDALTEMA: TRANSISTORES BJT Y AMPLIFICADORE
OPERACIONALESFACULTAD: INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE
SISTEMASALUMNOS:AROTOMA CAYCHO , AARON MARLONCARBAJAL GUISADO ,
JOSEDIAZ CAMACHO, RAISA CICLO: VITURNO: NOCHEHORARIO: MARTES 18:30
20:00FECHADE REALIZACION: MARTES 15 DE OCTUBREFECHADE ENTREGA:
MARTES 22 DE OCTUBRE
2013
1. Objetivos: Entender conceptos bsicos como transistores BJT,
Amplificadores Operacionales, etc. Comprobacin de la utilizacin de
los transistores BJT y Amplificadores Operacionales. Aplicaciones
de las formulas mencionadas. Resolucin de circuitos ms
complejos
2. Historia: De 1904 a 1947, el bulbo fue el dispositivo
electrnico ms usado. El 23 de Diciembre de 1947, Walter H. Brattain
y Joseph Bardeen crearon el primer transistor. El nuevo elemento
era ms pequeo y ligero, no se calentaba y era ms eficiente.
3. Marco Terico:3.1 Transistor BJT:BJT (Bipolar Junction
Transistor) Los transistores de unin bipolares, son dispositivos de
estado slido de tres terminales, ncleo de circuitos de conmutacin y
procesado de seal. El transistor se ha convertido en el dispositivo
ms empleado en electrnica, a la vez que se han ido incrementando
sus capacidades de manejar potencias y frecuencias elevadas, con
gran fiabilidad. (No existe desgaste por partes mviles). Los
transistores son dispositivos activos con caractersticas altamente
no lineales.
3.1.1 Definiciones:Efecto Transistor: El transistor es un
dispositivo cuya resistencia interna puede variar en funcin de la
seal de entrada. Esta variacin de resistencia provoca que sea capaz
de regular la corriente que circula por el circuito al que est
conectado. (Transfer Resistor).3.1.2 Ventajas y Utilizacin Ms
pequeo y ligero No se calienta No disipa calor Resistente Consume
menos potencia Voltajes de operacin bajos Dispositivos de tres o ms
terminales Usos: radios, televisores, grabadoras, reproductores de
audio y vdeo, hornos de microondas, lavadoras, automviles, equipos
de refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras,
calculadoras, impresoras, lmparas fluorescentes, equipos de rayos
X, tomgrafos, ecgrafos, reproductores mp3, celulares, etc.
3.1.3 Constitucin Interna De un BJT Es un dispositivo de tres
terminales, equivalente a dos diodos PN unidos en sentido opuesto.
(Emisor, Base y Colector) En funcin de la situacin de las uniones,
existen dos tipos: NPN y PNP. La unin correspondiente a la
Base-Emisor, se polariza en directa; y la Base-Colector en inversa.
As, por la unin Base-Colector circula una corriente inversa. En
npn, la regin de emisor tiene mayor dopaje que la base. Al
polarizar la unin Base-Emisor en directa, y la Base-Colector en
inversa, los electrones libres queproceden del emisor llegan a la
base, con mucho menor nmero de huecos, por lo que son atrados por
el colector (con alta concentracin de impurezas).
3.1.4 Transistor Bipolar NPN
Est formado por una capa fina tipo p entre dos capas n,
contenidas en un mismo cristal semiconductor de germanio o silicio,
presentando las tres zonas mencionadas (E, B, C). El emisor emite
portadores de carga hacia el interior de la base. En la base se
gobiernan dichos portadores. En el colector se recogen los
portadores que no puede acaparar la base. Unin emisor: es la unin
pn entre la base y el emisor. Unin colector: es la unin pn entre la
base y colector. Cada una de las zonas est impurificada en mayor o
menor grado. La base 100 veces menos que el colector o emisor. La
base tiene menor tamao, despus el emisor y a 2 veces de espesor el
colector.
3.1.5 Transistor Bipolar PNP El BJT pnp est formado tambin por
un cristal semiconductor con tres regiones definidas por el tipo de
impurezas. Las tensiones de continua aplicadas son opuestas a las
del npn. Las corrientes fluyen en sentido contrario al del npn. Por
lo dems, este dispositivo es similar al npn. El BJT pnp desde el
emisor emite huecos, controlada por la base. El exceso de huecos
que no pueden recombinarse en la base van a parar al colector.
3.1.6 Configuracin de un BJT Aunque el transistor posea
nicamente tres terminales, se puede realizar su estudio como un
cuadripolo (dos terminales de entrada y dos de salida) si uno de
sus terminales es comn a la entrada y salida: Base Comn. Emisor
Comn. Colector Comn
Base comn (BC): Aicc=1; Re pequea; Rs muy grande. Colector comn
(CC): Aicc elevada; Re muy grande; Rs muy pequea. Emisor comn (EC):
Aicc elevada; Re pequea; Rs grande. El montaje EC se aproxima ms al
amplificador de corriente ideal. El montaje BC permite adaptar una
fuente de baja resistencia que ataca a una carga de alta
resistencia. El montaje CC adapta una fuente de alta resistencia de
salida a una carga de bajo valor
3.1.7 Funcionamiento Bsico de un BJT En el montaje EC de la
figura, se polariza directamente la unin Base- Emisor; e
inversamente la unin Base-Colector. Se polariza el BJT si Vbe
aprox. 0,6 voltios (polarizacin directa), y Vce>Vbe (unin
base-colector en inversa). La corriente de emisor es aquella que
pasa por la unin base-emisor polarizada en directa y depende de Vbe
al igual que en un diodo pn.
3.1.8 Ecuaciones del Dispositivo
3.1.9 Modelos modos de trabajo del BJT
3.1.10 Polarizacin por la Resistencia de la Base
3.1.11 Polarizacin por Divisin de Tension de la Base
3.1.12 Polarizacin por Divisin de Tensin de la Base con
Resistencia Menor
3.1.13 El BJT en Corte y Saturacin
3.1.14 El BJT en Corte y Saturacin
3.1.15 Problemas resueltos1st.
2nd.
3rd.
4th.
5th.
6th.
3.2 Amplificadores Operacionales:
3.2.1 Amplificador Operacional Ideal y Real
3.2.2 Alimentacin del Amplificador Operacional Al menos es
necesario aplicar una fuente de alimentacin continua, pudiendo ser
las dos fuentes de tensin iguales pero de signo contrario respecto
a masa (alimentacin simtrica), o diferentes (alimentacin
asimtrica). La seleccin de los valores de tensin de alimentacin y
el tipo de alimentacin depende de la aplicacin en la que deba
trabajar. Las dos alimentaciones representan los lmites del rango
de valores posibles de la tensin de salida del amplificador
operacional, es decir, nunca la salida podr alcanzar el valor de
tensin dado por la fuente de alimentacin (ver Excursin de la Tensin
de Salida). Se debe tener en cuenta que muchas veces no se muestran
explcitamente las conexiones con las fuentes de alimentacin en los
esquemas de circuitos electrnicos.
3.2.2 SLEW RATE
3.2.2 Errores de Continua
3.2.3 Cancelacin de los efectos de las corrientes de
Polarizacin
Consiste en disear circuitos que anulen los efectos de las dos
fuentes de corriente de polarizacin. En la configuracin del
inversor, si se aade una resistencia en la entrada no inversora del
AO, no se producen cambios de la ganancia del amplificador, pero se
anulan los efectos de las fuente Ib. El valor de dicha resistencia
debe ser el paralelo de las restantes resistencias (R1 y R2).
3.2.4 Realimentacin
3.2.5 Amplificador Inversor
3.2.6 Amplificador No Inversor Se trata de un amplificador con
Av > 0. La ganancia viene dada por la relacin entre las
resistencias de realimentacin. La impedancia de entrada es
tericamente infinita, pues la corriente de entrada es cero. Al ser
la ganancia independiente de la carga, la tensin de salida es
independiente de la carga; por tanto, la impedancia de salida es
cero.
3.2.7 Seguidor de Tensin Del amplificador no inversor, se puede
deducir que la ganancia mnima es la unidad, si R2 es cero, si R1 se
deja en circuito abierto. La tensin de salida sigue a la entrada
(seguidor). Se utiliza principalmente como etapa de adaptacin de la
entrada al sistema, proporcionando una resistencia de entrada
elevada. En el circuito inferior, en la etapa previa al inversor,
se dispone de un seguidor para proporcionar a la etapa inversora la
tensin del generador de seal exhibiendo adems una alta impedancia
de entrada.
3.2.8 Inversor en CC y Acoplado en CA3.2.9 Sumador Inversor La
salida es la inversa de la suma de las tensiones de entrada. La
entrada no inversora est a masa, por lo que al tener realimentacin
negativa la entrada inversora estar virtualmente a 0 voltios. Desde
cada una de las entradas circula una corriente hacia la entrada
inversora, que no tiene otro camino de salida que dirigirse a la
salida del amplificador a travs de la resistencia de realimentacin.
Aplicando la 1 Ley de Kirchoff, y la Ley de Ohm, se obtiene la
tensin de salida en funcin de las de entrada.
3.2.10 Diferencial3.2.11 Integrador
3.2.12 Derivador
3.2.13 Problemas resueltos1st.
2nd.
3rd.
4th.
5th.
6th.
7th.
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