Practico…….

Características de entrada de un transistor bipolar.

Objetivos

Medir las características de corriente de base (Ibe) en función de la tensión de la base –emisor (Vbe), manteniendo constante la tensión colector-emisor del BJT.

Fundamentación

Básicamente el dispositivo es un componente de tres terminales conocido como transistor bipolar o BJT, que significa transistor de juntura bipolar.

Posee tres electrodos denominados base, colector y emisor.

Dependiendo cuál de estos electrodos sirve como referencia tanto para la entrada como la salida, pasa denominarse común; así el que trataremos aquí va a ser de emisor común.

En la figura nro. 1, tenemos una explicación elemental para los dos tipos de transistores que existen denominados NPN y PNP.

El significado de esta notación se debe a los materiales que constituyen las “junturas” o partes que lo forman. Hoy el más común es el transistor de silicio, pero existen otros, dependiendo de la técnica de construcción del material semiconductor básico que lo forma y de las impurezas que se utilizan para formarlas junturas.

Su funcionamiento se basa en el control de las corrientes de los distintos electrodos. Esto significa que es un dispositivo controlado exclusivamente por corriente.

En nuestro caso veremos como la corriente de entrada hace que la caída de tensión en el terminal de entrada lo haga entre cierto margen.

La caída de tensión entre los terminales de entrada , base y emisor es una característica propia del circuito formado entre la base y el emisor, actuando similarmente como un diodo polarizado directamente, sólo que en el transistor esta corriente regula la corriente de la juntura colector- emisor, ésta propiedad lo hace adecuado para la manipulación de corrientes y con resistores( o elementos reactivos conectados en sus electrodos) , lo que mediante la caída de tensión que se provoca en los mismos , se pueda amplificar tensiones , y sirva como elemento activo como amplificador y también oscilador, y otras aplicaciones electrónicas.

Básicamente junto a los diodos forman la constitución de los modernos circuitos integrados.

Mecanismo de conducción de corriente en el transistor bipolar

Físicamente el transistor se compone de tres partes como ya dijimos, siendo la región de la base muy estrecha, lo que hace que la misma esté muy íntimamente ligada con las dos junturas restantes del colector y el emisor.

En la fig 2 , vemos que la fuente de tensión VBB polariza directamente la unión pn base-emisor, lo que da lugar a que el emisor inyecte electrones en el material tipo P de la base. La mayoría de los electrones atraviesan la estrecha región de la base; cruzan la segunda unión y llegan a la región N polarizada positivamente, que constituye el colector.

Un reducido porcentaje de estos electrones alrededor del uno por ciento ,son capturados por la base. Los huecos de la base van hacia el emisor.

Mientras la unión base- emisor representa un diodo directamente polarizado, con sus propiedades características de baja impedancia y baja caída de

tensión, la unión de colector- base, está inversamente polarizado, debido al signo de la tensión VCC. Esta unión constituye en esencia un diodo inversamente polarizado y la impedancia entre colector y base es muy elevada.

Al aplicar en la figura 2, la ley de kirchhoff para tensiones (KVL) a la malla base- emisor, la corriente de emisor resulta ser:

IE = (VBB-VBE)/ RE, donde VBE es la tensión en la unión base emisor directamente polarizada. La dependencia de la unión base-colector a temperaturas de trabajo normales, son pequeñas y a menudo se las desprecia, aunque en condiciones de análisis más exactos, o para determinadas condiciones de exigencia, se tienen en cuenta.

Figura 1

Se muestran las corrientes y su sentido dependiendo del tipo de transistor.

En los dos modelos la suma de la corriente total aparece en el circuito de la juntura de emisor.

FIg2

Se muestra la circulación de las corrientes para un transistor npn, y el resistor regulador (RE) es el que fija la máxima corriente que el dispositivo va a manejar y es además el responsable por la estabilidad térmica del circuito.

Componentes e instrumental

*Panel de conexiones

*Potenciómetro de 200 ohms

*Transistor BD 130

*Resistor de 470 ohms 2 Watts,

*Resistor de 1KΩ,por 1 Watt.

*2 polímetros

*Fuente de alimentación de corriente continua.

*Clavijas para puentes.

*Cables de conexión.

RE

Circuito eleéctrico

Diagrama esquemático del circuito de prueba, mostrado en el simulador de circuitos cocodrile clip versión 3.5

Procedimiento

*Realizar el montaje de acuerdo al circuito.

*Ajustar la fuente en 12 voltios y ajustando el potenciómetro se incrementará la tensión en pasos de 0,1 volt aproximadamente como lo permita la variación del potenciómetro hasta llegar a 0,7 voltios.

*Repetir lo mismo para 6 voltios de tensión de fuente.

*Se medirá la corriente de base Ib para cada uno de los valores hallados de Vbe , tabulando los resultados.

Datos de los ensayos

Tablas de datos

Tabla 1 primera medición

Vbe (voltios) 0.7 0.83 0.97 1.1 1.24 1.38 1.47

12voltios Ib/mA. 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.038

Tabla 2Segunda medición

Vbe (voltios) 0.5 0.54 0.57 0.59 0.62 0.64 0.66 0.69 0.7

6voltios Ib/mA. 0.01 0.015 0.02 0.025 0.025 0.035 0.04 0.05 0.1

Estas tablas se analizarán con el programa graph, para el trazado de las curvas de entrada del transistor.

Graficas

Grafica 1

Curva de entrada para 12 voltios

Se nota en la gráfica que a medida que aumenta la tensión por arriba de 0.7 voltios , la corriente crece en forma lineal.

Grafica 2

Curva de entrada para 6 voltios

A medida que la tensión se ultrapasa de 0.66 voltios la corriente empieza a aumentar de forma exponencial, creciendo siguiendo la curva.

Conclusión

La configuración de emisor común como se denomina, es esta la configuración que usamos en la de conexión del circuito, es el más frecuente de encontrar en la mayoría de las aplicaciones de los transistores, sean NPN o PNP; denominándose así por ser común el terminal del Emisor a los otros dos, a la Base y al Colector.

Se nota una cierta curvatura a medida que la tensión y la corriente crecen, a partir de una cierta tensión de umbral, en nuestro caso 0,5 voltios,

La conclusión es que la tensión de encendido es la que define región activa entre base y emisor del transistor, donde el comportamiento depende también de la corriente y de esta tensión de umbral del material semiconductor .Esto hace la característica de entrada del dispositivo. En nuestro ensayo fue empleado un transistor de silicio.

Informe:I.Imperial