El transitor como interruptor y amplificador.docx bocanegra zavala

Santos bocanegra zavala. Tecsup: electrónica

“EL TRANSITOR COMO INTERRUPTOR Y AMPLIFICADOR”

I. OBJETIVOS Identificar los tipos de transistores NPN y PNP, utilizando el probador de

diodos del multímetro. Identificar los elementos que conforman un transistor, emisor, base y colector,

usando el manual ECG u hojas técnicas del fabricante y el probador de diodos del multímetro.

Calcular y medir los voltajes de operación de VDC que se encuentran en un circuito con transistores.

Comprobar el funcionamiento del transistor como interruptor. 5. Aplicar una carga inductiva a la salida del transistor

II. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

TRANSISTOR Es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada.Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistor de transferencia»).

Es un dispositivo pequeño que aprovecha las propiedades semiconductoras y cristalinas del germanio o del silicio y que sirve para ampliar las oscilaciones eléctricas. El transistor sirve como amplificador y también como interruptor. Los elementos del transistor son: BASE – COLECTOR – EMISOR, pueden ser del tipo PNP o NPN.

Una de las aplicaciones más importantes que se da al transistor, es la de interruptor, ya que permite controlar circuitos y dispositivos, puede servir como elemento de protección y de control.

Santos bocanegra zavala. Tecsup: electrónicaEl transistor conectado con un relé permite controlar cargas de gran corriente. En un circuito como se muestra en la siguiente figura:

Tenemos un interruptor en posición 1, abierto:

Ideal: IB = 0 IC = 0 CORTE (el transistor no conduce)

Recta de Carga:

Interruptor en posición 2:

Los Transistores son amplificadores ideales, cuando se aplica una señal de C.A. en los terminales de entrada, en los terminales de salida aparece una reproducción amplificada de la misma señal.

En el circuito de emisor común que se muestra en la figura, se transmite la señal del circuito de base – emisor y sale del circuito colector – emisor. De esta manera el elemento emisor del transistor es común tanto al circuito de entrada como al de salida. El emisor común suministra ganancias tanto de corriente como de voltaje. La señal de salida presenta una inversión de fase de 180° respecto a la señal de entrada.


Entonces, el emisor es común tanto a la señal de entrada como a la salida en un circuito de emisor común. A este tipo de circuitos también se le conoce como circuito de emisor a tierra. El amplificador de emisor común puede alcanzar ganancias de voltaje y corriente medianas a altas.

III. EQUIPOS Y MATERIALES

• Osciloscopio • Generador de funciones. • Fuente de alimentación de 12 V. • Protoboard • Resistencias. • Transistores 2N3904, 2N3055. • Relé, diodos. • Transformador 220/110 VAC - 5 A. • Cables y conectores.

IV. PROCEDIMIENTO

PARTE I: Características de los Transistores

Identificar las principales características de los transistores mostrados en la tabla 1 usando el manual del ECG –NTE o usando el Internet y anótelos en la tabla 1

Transistor TIPO NPN o PNP

MATERIAL Si o Ge

GANANCIA hfe ( ß )

CORRIENTE

Ic máx.

POTENCIA Max.

2N3904 NPN SILICIO 50 nA 200 mA 625 mV2N3055 NPN SILICIO 20 - 70 15 A 115 w

Tabla 1

Identifique el tipo de encapsulado que corresponde a cada uno de los transistores mostrados en la tabla 1


2N3055 2N3904

Compruebe el estado del transistor 2N3904 y 2N3055 , siguiendo el siguiente

procedimiento mostrado en la figura 2

Con el multímetro digital en prueba de diodos, elija uno de los pines del

transistor como base y conecte el terminal positivo.

Con el terminal negativo del multímetro, intercale en los otros terminales del

transistor, si obtiene dos lecturas de bajo valor, entonces el terminal positivo es

la base y se trata de un transistor NPN, de no ser así conecte la punta positiva a

otro terminal y repita el proceso hasta encontrar dos lecturas iguales.

Para ubicar el colector vea detalladamente las dos lecturas obtenidas y la de

más bajo valor (las diferencias son solamente de algunas décimas)

corresponderá al Colector y el otro terminal será el emisor.

Para comprobar si el transistor está en buen estado realice en el circuito anterior

la prueba directa e inversa entre los terminales B-E y B-C como si fueran diodos

y anote los valores obtenidos en la siguiente tabla 2.

TRANSISTOR DIRECTA INVERSA Estado del transistor Malo:

(X ) Bueno: (√ ) B-E B-C E-B C-B

2N3904 0.672 0 0

2N3055 0.661 0 0

Santos bocanegra zavala. Tecsup: electrónicaTabla 2

PARTE II: EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR Comprobar el funcionamiento de un transistor como interruptor

implementar el circuito de la figura 3

Figura 3

Conecte el interruptor a la posición 1 (al positivo de la batería).

Conecte el amperímetro y el voltímetro como se muestra en la figura Mida la tensión y la corriente que pasa por el colector del transistor y anote en la

tabla 3.

Posición del Interruptor

Tensión Colector – Emisor

VCE (voltios)

Corriente de Colector Ic (mA)

Zona de Trabajo del Transistor

Posición 1 10.682 0 CORTE

Posición 2 0 8.533 mA SATURACIÓN

Tabla 3

Lleve el interruptor a la posición 2 (conecte a GND), mida la VCE y la

corriente de colector lo anote en la tabla 3.


Señale para cada posición en que zona de trabajo opera el transistor y anote en la tabla 3 De acuerdo a los datos obtenidos en la tabla 3

a. ¿El transistor se comporta como un interruptor? SI b. ¿Por qué? Porque permite que pase la corriente y en algunos casos cierra el

paso de corriente

PARTE III: EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR Comprobar el comportamiento de un transistor como amplificador en Emisor

Común

Implemente en el circuito mostrado en la figura 6

Figura 6


Variar los potenciómetros, hasta obtener Vce = 6 v (zona activa del transistor)

Medir las corrientes de base, de colector y calcular la ganancia del transistor, completar la tabla 4

Vce

Ic

Ib

Ganancia de Corriente :

hfe (ß)

6.438 3.26 0.023 130.36 A

TABLA: 4. Obtenga del Generador de funciones una señal sinusoidal de 200mVpp a

una frecuencia de 1 Khz (utilice la atenuación del generador de -20db).

Implemente el circuito mostrado en la figura 7


Conectar el Ch1 del osciloscopio en los extremos del Generador de

Funciones y el canal CH2 del osciloscopio en la resistencia R6 y tierra.

Observe y grafique las formas de onda obtenidas en forma simultánea,

indique claramente las amplitudes Vpp, el periodo y la fase de las señales.

Tensión de Entrada (Vi) en el generador y Tensión de salida (Vo) en la resistencia R6


4.3Calcule la ganancia de voltaje Av a partir de la ecuación, y indique el

ángulo de fase Av =Vo/Vi = 2.55 ;

Φ=…………………

Posiciones interruptor

Tensión del colector -emisor

Corriente del colector

Zona de trabajo del transistor

1 10.682 0.00 Corte 2 0 8.533 Saturación

Corriente emisor

Corriente del colector

Corriente de base

Ganancia

6.037 3.975 0.031 Colector entre base

4.4 ¿Qué sucede con la tensión de salida Vo, si aumenta la señal de entrada Vi a 1 Vpp?

La tención de salida aumenta.

4.5 ¿Qué sucede con la ganancia si desconecta el condensador C2 del emisor?

La ganancia de voltajes disminuye bastante.Conclusiones:

Se pudo comprobar que la Ic = Ib x B.

En la region de corte las uniones base-emisor y colector-base se polarizan en inversa.

En la region de saturación, las uniones base-emisor y colector-base se polarizan en inversa.

A medida que la corriente en el emisor aumenta por encima de cero. La corriente del colector aumenta a magnitudes igual en esencia de la corriente del emisor.

TEST DE LABORATORIO EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR E INTERRUPTOR

1.En un transistor PNP la base se polariza

a) Positivamenteb)Negativamentec)Cualquier polaridadd)No se polariza

2. En la zona de corte el transistor presenta:

a) Corriente de base máximab) Tensión máxima entre colector y emisor.c) Potencia máxima.d)Tensión entre base y emisor de 0.6 v.

3. En un Amplificador en Emisor Común, la señal de salida de CA. se toma entre:

a) EI emisor y el colectorb) La base y tierrac)Emisor y tierra.d)Colector y tierra

4. En un Amplificador en Emisor común La señal de salida de CA.

a) Está en fase con la señal de entrada.b) Está desfasada con respecto a la señal en el colectorc) Está desfasada 180° con respecto a la señal de entrada.d) Está en fase con la señal en el emisor.

5. En la zona de corte el transistor se comporta como:

a) Amplificador de potenciab) Interruptor cerradoc) Interruptor abiertod) N.A.

6. En la zona de saturación, el transistor se comporta como:

a) Amplificador de potenciab) Interruptor cerradoc) Interruptor abiertod) N.A.

7. El Relay es actuar como:

a) Interruptor electromagnéticob) Amplificador de potenciac) interruptor de corrientes pequeñas,d) N.A.

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8 El Diodo D1 protege de los picos de tensión al

a) Relayb) Transistorc) El relay y el transistord) N.A.

9. Para que el diodo D1 sirva de protección al transistor debe polarizarse

a) Directamenteb) Inversamentec) ambosd) tipo puente

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Se pudo comprobar en la primera experiencia que Ic = Ib * β En la región de corte las uniones base-emisor y colector-base se polarizan en

Conclusiones:

Se pudo comprobar que la Ic = Ib x B.

En la region de corte las uniones base-emisor y colector-base se polarizan en inversa.

La región de saturación, las uniones base-emisor y colector-base se polarizan en inversa.

A medida que la corriente en el emisor aumenta por encima de cero. La corriente del colector aumenta a magnitud igual en esencia de la corriente del emisor.

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TECNOLOGIA MECANICA ELECTRICA

Rúbrica

e. Trabajan eficazmente en equipo. f. Identifican, analizan y resuelven problemas técnicos en sistemas electromecánicos.

Curso: LABORATORIO DE ELECTRONICA Ciclo: II

Actividad: El transistor como interruptor. Semana: 13

Nombre y apellido del alumno:

Santos bocanegra zavalaSección: U Docente:

Jean Pierre Días

Observaciones Periodo: Fecha:

Documentos de Evaluación

Hoja de Trabajo X Archivo informático

Informe Técnico Planos

Caso Otros:

CRITERIOS A EVALUACIÓN Excelente Bueno Requiere Mejora

No aceptable

Puntaje Logrado

Identifica y analizan las etapas de un transistor como interruptor 4 3 2 0

Implementa una fuente de tensión DC 3 2 0

Resuelve problemas en transistor como interruptor 4 3 2 0

Puntualidad, Limpieza y Seguridad. 3 2 0

Aplicación de lo aprendido 3 2 0

Informe: Caratula, Redacción, Ortografía, Conc lus iones 3 2 0

Puntaje Total

Puntaje Descripción

Excelente 4 Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.

Bueno 3 Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.

Requiere mejora 2 Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.

No Aceptable 0 No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.

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