BJT.docx

8/15/2019 BJT.docx

1/6

Resumen —En el desarrollo de esta sesión de laboratorio, se

realizará el diseño y la implementación de un circuito

utilizando un transistor de juntura bipolar, teniendo en cuenta

que se le harán los cálculos de sus parámetros híbridos entres diferentes combinaciones, tales como emisor común,

colector común y base común !demás de esto se

determinaran al"unas de las características el#ctricas de la

confi"uración de $arlin"ton

Abstract— In the development of this laboratory session, the

design and implementation of a circuit using a bipolar transistor

junction will be made, taking into account that will make

calculations of their hybrids parameters in three different

combinations , such as common emitter , collector common and

common base .In addition to this determined some of the electrical

characteristics of the Darlington configuration .

n this paper presents different semiconductor devices mounted in

different topologies, too presents theoretical data, experimental data

and simulation data.

%alabras cla&e— juntura bipolar, transistor bjt, beta,

parámetros híbridos

eywords— bipolar junction, !"# transistor, beta, hybrid

parameters.

I. INTRODUCCIÓNEl transistor es un dispositivo semiconductor de tres

terminales donde la señal de uno de los terminales controla lasotras dos. Los transistores se utilizan para amplificación,regulación de potencia y como interruptores. El transistor deunión bipolar (BJT est! formado por la unión de dossemiconductores tipo n y uno tipo p, o dos tipo p y uno tipo n."e conoce como transistor bipolar ya #ue la corriente es

producida tanto por electrones como por $uecos.

II. CARACTERÍSTICAS DELTRANSISTOR BJT

El transistor de %untura bipolar ( '()* tiene diferentes zonas

operativas, las cuales var&an dependiendo principalmente porla forma como son polarizados'

• +ona acti&a La %untura baseemisor debe estar polarizada

en directoV BE≥0.7V

¿ y la %untura basecolector

debe estar polarizada en inverso. En esta zona la relación

entre las corrientes I C y I B va a depender de un

par!metro intr&nseco del transistor #ue es com)nmente

llamado β .• +ona de corte La %untura baseemisor se encuentra sin

polarizar ( V BE

≤0.7 , en cuyo caso no e*isten

corrientes en el transistor. La resistencia e#uivalente entreel colector y el emisor tiende a un valor muy grande$aciendo #ue pr!cticamente se presente un circuitoabierto en la trayectoria de colector a emisor.

• +ona de saturación' La %untura baseemisor se encuentra

polarizada en directo ( V BE ≥0.7 , lo #ue permite #ue

e*ista una corriente de base I B , #ue puede llegar a

tomar un valor tan alto #ue el transistor intentar&aconducir tambi+n una corriente de colector muy grande,sin e*ceder la corriente m!*ima del dispositivo gracias a

RC . La resistencia e#uivalente entre el colector y elemisor aparece con un valor pe#ueño $aciendo #ue

pr!cticamente se presente un corto circuito en latrayectoria de colector a emisor.

igura -. egiones usuales de operación del BJT.

/uando el transistor opera en la zona activa es posible obtener aplicaciones de amplificación y oscilación, lo #ue permite #uea partir de señales de poca amplitud se obtengan señales demayor amplitud acordes con la señal de entrada. 0ebido a lacomple%idad asociada a los circuitos de amplificación se $ace

necesario modelar el transistor a partir de una red de dos puertos, para ello se selecciona el modelo $ibrido $ gracias a#ue ofrece las siguientes venta%as1 es el adecuado para elan!lisis del transistor en ba%a y media frecuencia, el fabricanteentrega los par!metros $ en las $o%as de especificaciones y por ultimo al $acer simplificaciones, el modelo se vuelve simple

para su an!lisis.

Los par!metros $&bridos se miden de acuerdo a pe#ueñasvariaciones de volta%es y corrientes, menores al 23 y conrespecto al punto de operación del transistor #ue se encuentra

Jessica Lorena orero, 4na 5ilena 4lvarado "ierra, onald 4le*ander 5ontenegro

/44/TE6"T7/4" 0EL T48"7"T9 BJT.

8/15/2019 BJT.docx

2/6

operando dentro de la región activa. Es importante tener encuenta #ue e*isten : principales redes de polarización deltransistor '() #ue se diferencian entre s& por la terminalcom)n a la entrada y la salida del amplificador, estas son'

Emisor -omún Los par!metros $&bridos de esta red puedenser medidos mediante las siguientes ecuaciones'

- 'E ie oe

' -E .-E/ 0te 1'/ 0te

1 . h h 1 .

= =

∆∆= =∆ ∆

- 'E fe re

' -E .-E/ 0te 1'/ 0te

1 . h h

1 . = =

∆ ∆= =

∆ ∆

2i"ura 3 Ecuaciones de medición de parámetros híbridos

para la confi"uración de Emisor -omún

'ase -omún Los par!metros $&bridos de esta red pueden sermedidos mediante las siguientes ecuaciones'

- 'E ib ob

E -'.-'/ 0te 1E/ 0te

1 . h h 1 .

= =

∆∆

= =∆ ∆

- 'E fb rb

E -'.-'/ 0te 1E/ 0te

1 . h h

1 . = =

∆ ∆= =

∆ ∆



-olector -omún Los par!metros $&bridos de esta red puedenser medidos mediante las siguientes ecuaciones'

'- E

fc rc ' -E .-E/ 0te 1'/ 0te

. 1

h h 1 . = =

∆∆= =

∆ ∆

'- E ic oc

' -E .-E/ 0te 1'/ 0te

. 1 h h

1 . = =

∆ ∆= =

∆ ∆



III. IMPLEMENTACIÓN.Eli%a un transistor a utilizar y m!r#uelo para #ue sea el mismodurante toda la prueba. ;tilice por lo menos tres mult&metrosdiferentes y mida el beta del transistor escogido. epita lasmediciones para otros dos transistores de la misma referenciay reporte las mediciones en la siguiente tabla'

5;LT65ET9 E. T48"7"T9'

BET4

8/15/2019 BJT.docx

3/6

. >ara cada delta de corriente dentro de la región activa elM sigue igual@

ara el informe'7ncluya en el informe las curvas obtenidas para m&nimo :

valores diferentes de F- (fotograf&as y concluya.

/ambiando la fuente FA por una fuente 0/ de -N.OF,realice el barrido de volta%e de la fuente F- $asta el valor deFA (utilizar mult&metros. 4punte los valores de V CE ,

I B y de I C en la siguiente tabla'IB IC VCE

Tabla 2. Valores medidos para el circuito de la fgura 5

reemplazando V2 por una uente DC.

ig.O ("imulación de la figura 2 reemplazando FA por unafuente 0/.

ig.P (/urvas de la figura 2 reemplazando FA por una fuente0/.

ara el informe' Qrafi#ue y $aga una interpolación para obtener la recta de

carga 0/ del circuito de la figura 2. "eg)n los datosobtenidos, establezca los valores de I Csat , V CEcorte .

Qraficar posteriormente I C vs I B . "eg)n la

gr!fica obtenida, determine el Beta ( β del transistor utilizado. ecuerde #ue

2E

'

- h 1

1 =

∆

∆≈β

9btenga la curva de potencia del transistor utilizado.

)aller

O. >?u+ cambios se realizar&an al circuito de la figura 2 parautilizar un transistor 8 y realizar las mismasmediciones@

66 $eterminación de parámetros híbridosara el desarrollo de este apartado es indispensable

marar l!s "ransis"!res para cada configuración para no

confundirlos ni cambiaros durante las pruebas. Lassustentaciones se deben llevar a cabo indispensablemente conestos transistores por lo #ue resulta indispensable!nser#arl!s.

ecomendaciones de seguridad'• ecuerde #ue los incrementos para cada uno de los casos

no deben ser superiores a 23 respecto al punto de traba%o.

-onfi"uración emisor común

ig. R ("imulación Transistor 88 configurado en emisor com)n.

i. ara el circuito de la figura (transistor 88, diseñe para un punto de operación en la recta de carga en 0/ de

$.% ane*ando al informe los c!lculos y consideracionesrealizadas. 0iligencie para el caso la siguiente tabla'

TES7/9 4/T7/9T48"7"T9 A8AAAAF// A-F7/? PNNm4F/E? :NF7B? A.:Om4FBE? N.OA:F :NN

8/15/2019 BJT.docx

4/6

)abla 4 $atos del diseño E- realizado para npn

ii. Teniendo en cuenta las ecuaciones de la figura A,determine los par!metros $&bridos para el transistor parala configuración emisor com)n. /onsigne los valores yc!lculos en la siguientes tablas'

/on F/E constante (F/E?

I B1=

I BQ+

I BQ∗5

I B2= I BQ− I BQ∗5

I B1 V BE1 I C 1

I B2 V BE2 I C 2

∆ V BE ∆ I C ∆ I B

hie h fe

)abla 5 7btención de parámetros prácticos hie

y hfe para un transistor npn

/on 7B constante (7B?V CE1=V CEQ+V CEQ∗5

V CE2=V CEQ−V CEQ∗5

V CE1 V BE1 I C 1

V CE2 V BE2 I C 2

∆ V BE ∆ I C ∆ V CE

hoe hℜ

)abla 8 7btención de parámetros prácticos hℜ y

hoe para un transistor npn

iii. /ambie el transistor por un pnp y repita el procedimientoanterior a%ustando el circuito a dic$o caso. /onsigne losvalores y c!lculos en la siguientes tablas'

T48"7"T9 F//7/?

F/E?7B?FBE?M)abla 9 $atos del diseño E- realizado para pnp

/on F/E constante (F/E? I B1= I BQ+ I BQ∗5


I B1 V BE1 I C 1

I B2 V BE2 I C 2

∆ V BE ∆ I C ∆ I B

hie h fe

)abla : 7btención de parámetros prácticos hie y hfe para un transistor pnp



V CE1 V BE1 I C 1

V CE2 V BE2 I C 2

∆ V BE ∆ I C ∆ V CE

hoe hℜ

)abla ; 7btención de parámetros prácticos hℜ y

hoe para un transistor pnp

iv. ;tilizando 9rcad, encuentre los par!metros $&bridos decada uno de los transistores utilizados. 4ne*e lassimulaciones al informe.

v. 7ncluya en la siguiente tabla, para cada transistor utilizado, los par!metros encontrados mediantesimulación y e*perimentalmente.

%arámet

ro

-omparación de los parámetros de simulación y prácticos

vi. 0ibu%e el modelo $ibrido < e incluya los par!metrosobtenidos para el transistor npn y el pnp utilizado.

Taller'-. >?u+ puede decirse de los resultados obtenidos@A. >Los par!metros $&bridos E/ del transistor BTJ

var&an seg)n el punto de operación en 0/@. E*pli#ue

8/15/2019 BJT.docx

5/6

:. E*pli#ue #u+ es $ie, $fe, $re y $oe..

Confguración colector común

ig.-N (Transistor 88 configurado en colector com)n.i. ara el circuito de la figura O (transistor 88, diseñe un

punto de operación en la recta de carga en 0/ de $.&ane*ando al informe los c!lculos y consideracionesrealizadas. (U"ilie l!s mism!s "ransis"!res '(e se(sar!n para EC). 0iligencie para el caso la siguientetabla'

TES7/9 4/T7/9

T48"7"T9 A8AAAAF// O2F7/? PNNm4F/E? :Nv7B? K5aFBE? N.OA:M ANN)abla 6? $atos del diseño -- realizado para npn

ii. Teniendo en cuenta las ecuaciones de la figura K,determine los par!metros $&bridos para el transistor parala configuración colector com)n. /onsigne los valores yc!lculos en las siguientes tablas'



I B1 V BC 1 I E1

I B2 V BC 2 I E2

∆V BC ∆ I E ∆ I B

hiC h fC

)abla 66 7btención de parámetros prácticos hiC y hfC para un transistor npn



V CE1 V BC 1 I E1

V CE2 V BC 2 I E2

∆V BC ∆ I E ∆ V CE

hoC hrC

)abla 63 7btención de parámetros prácticos hrC y

hoC para un transistor npn

iii. /ambie el transistor por un pnp y repita el procedimientoanterior a%ustando el circuito a dic$o caso. /onsigne losvalores y c!lculos en las siguientes tablas'

T48"7"T9 F//7/?F/E?7B?FBE?M)abla 64 $atos del diseño -- realizado para pnp



I B1 V BC 1 I E1

I B2 V BC 2 I E2

∆V BC ∆ I E ∆ I B

hiC h fC

)abla 65 7btención de parámetros prácticos hiC y hfC para un transistor pnp



V CE1 V BC 1 I E1

V CE2 V BC 2 I E2

∆V BC

∆ I E

∆ V CE

hoC hrC

)abla 68 7btención de parámetros prácticos hrC y

hoC para un transistor pnp

iv. ;tilizando 9rcad, encuentre los par!metros $&bridos decada uno de los transistores utilizados. 4ne*e lassimulaciones al informe.

8/15/2019 BJT.docx

6/6

v. 7ncluya en la siguiente tabla, para cada transistor utilizado, los par!metros encontrados mediantesimulación y e*perimentalmente. /oncluya acerca de losresultados.

%arámet

ro

Documents

BJT.docx