INFORME N°3: ANÁLISIS DE CA DE UN BJT

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL

CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

E. P. INGENIERÍA ELECTRÓNICA

ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I

GRUPO/TURNO: 90G / 08:00-11:00

PROFESOR: CUZCANO RIVAS, ABILIO

INTEGRANTE: PEÑA LANDEO, VICTOR DANIEL 1113220333

RUIZ RODRIGUEZ, OMAR ARTEMIO 1113220574

YSLACHE GALVÁN, MIGUEL ANGEL 1113220101

ANÁLISIS DE CA DE UN BJT LAB. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I

ANÁLISIS DE CA DE UN BJT

OBJETIVOS

Medir los voltajes y corrientes (punto de operación) del circuito de polarización con divisor de voltaje independiente de beta para el transistor bipolar y comparar estos valores con los calculados teóricamente.

Analizar, simular y finalmente comprobar el comportamiento de un transistor BJT con una señal de entrada variante en el tiempo (AC).

El objetivo de la práctica es que el alumno monte y analice el circuito de polarización de un transistor bipolar y analizar los distintos puntos de trabajo en los que se puede situar.

MARCO TEORICO

Configuraciones del BJT Dependiendo del Terminal por donde se aplique la señal de entrada y del Terminal del cual se tome la señal de salida, se diferencias tres configuraciones básicas para el BJT:

- Configuración en Emisor Común - Configuración en Colector Común - Configuración en Base Común

Configuración en Emisor Común Cuando la señal de entrada se aplica por la base del transistor y la señal de salida se toma del Colector, se tiene una configuración en Emisor Común, la cual se caracteriza por ser el amplificador por excelencia debido a que amplifica voltaje como corriente. El diagrama circuital de esta configuración se ve en figura1.

Figura 1.

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Configuración en Colector Común Cuando la señal de entrada se aplica por la base del transistor y la señal de salida se toma del Emisor, se tiene una configuración en Colector Común, la cual se caracteriza por ser presentar una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, por lo que se usa como adaptador de impedancias y como amplificador de corriente. El diagrama circuital de esta configuración se ve en la figura2.

Figura 2.

Configuración en Base Común Cuando la señal de entrada se aplica por el emisor del transistor y la señal de salida se toma del Colector, se tiene una configuración en Base Común, la cual se utiliza para amplificar voltaje. El diagrama circuital de esta configuración se ve en la figura 3.

Figura 3.

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Polarización del BJT y regiones de operación De manera general la polarización de un circuito hace referencia a las fuentes de corriente directa (fuentes reguladas, baterías, pilas) que se utilicen para alimentar el circuito. Para el caso particular del transistor bipolar, la polarización busca obtener un punto de funcionamiento en una región específica, es decir busca establecer un valor fijo de voltaje entre el terminal de colector y emisor y un valor fijo de corriente de colector, que hagan que el punto de operación del transistor esté en una región de operación específica. Las regiones de operación del transistor se muestran en la figura 4.

Figura 4.

Región Activa: para nuestro propósito como amplificador, deberíamos tratar de ubicar el

punto de operación de DC del transistor en esta región. Es una región de comportamiento

lineal, donde la corriente de colector es directamente proporcional a la corriente de base

en un factor conocido como β (ganancia de corriente del transistor en directa).

Región de Corte: es una región donde no hay flujo de corriente de colector a emisor.

Teóricamente es como si tuviéramos un circuito abierto entre los terminales de colector y

emisor.

Región de Saturación: es una región donde el flujo de corriente entre colector y emisor

es máximo y solo está limitado por la red de polarización (valor de la fuente de voltaje y de

las resistencias). Teóricamente es como si tuviéramos un corto circuito entre los

terminales de colector y emisor.

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DISEÑO

A. Configuración en emisor común

B. Configuración en colector común

Figura 5.

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C. Configuración en base común

ANALISIS DE RESULTADOS

Configuración emisor común ( )

BI EI CI or iV oV iZ oZ vA iA

8.33 A 2.04mA 1.65mA 20k 2.10V 9.90V 990.1 5k 392.5 57.01

48.0 A 2.55mA 2.02mA 40k 4.10V 18.30V 813.0 5.8k 569.2 67.16

1.91 A 2.68mA 2.06mA 60k 6.10V 20.00V 781.2 6.1k 628.8 70.97

Figura 7.

Figura 8.

Tabla 1

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Configuración base común ( )

Configuración colector común ( )

iV BI EI CI or oV iZ oZ vA iA

2.10V 7.57 A 1.41mA 1.40mA 20k 3.20V 18.1k 5k 271.15 1

4.10V 112.00 A 1.57mA 1.48mA 40k 5.80V 16.3k 5k 301.93 1

6.10V 3.24 A 1.75mA 1.48mA 60k 7.60V 14.6k 5k 336.70 1

iV BI EI CI or oV iZ oZ vA iA

2.10V 149 A 149 A 0.08 A 20k 24.00mV 8.7k 2.6k 15.47 50

4.10V 199 A 199 A 0.08 A 40k 52.00mV 6.5k 2.6k 20.66 50

6.10V 2.39 A 2.39 A 0.08 A 60k 82.00mV 540k 2.6k 0.25 50

Tabla 2

Figura 9.

Tabla 2

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CONCLUSIONES

El análisis a pequeña señal permite determinar la ganancia, resistencia de entrada

y salida de un amplificador con transistores BJT. Al reemplazar el modelo del

dispositivo, el circuito electrónico se transforma en una red lineal, pudiendo utilizar

todas las herramientas en análisis disponibles para tal efecto.

Se amplifica señales con transistores bipolares por su buen marguen de ganancia

al momento de amplificar una señal. Estos transistores trabajan con corriente

alterna y corriente directa para poder realizar dicha función, hay capacitores de

acoplo y desacoplo para permitir el paso de la corriente alterna y negarle el paso a

la corriente continua, ya que a través del circuito es necesario que solo se

amplifique la señal alterna y que salga dicha señal amplificada.

La estabilidad de funcionamiento de los circuitos con transistores es un aspecto

fundamental en el diseño de los mismos. El diseñador no solo ha de asegurar que

el circuito funciona, sino que lo hace dentro de los límites máximos y mínimos

indicados por las especificaciones del mismo. Además ha de prever posibles

eventualidades al funcionamiento que puedan hacer que el circuito deje de

funcionar. La elección de la red de polarización de un transistor puede resultar

clave al garantizar que el circuito se adaptara a nuestras expectativas. La corriente

que circula por el transistor.

Figura 10.