Laboratorio 6 Curvas características de los transistores BJTQue se hizoObtener las gráficas de las curvas características de los transistores BJT’sAnalizar el comportamiento de las curvas características estacionarias de los transistoresSe realizó el montaje de un circuito que permitiera obtener las gráficas de los transistores BJT’s, para poder obtener estas graficas se realizó el cálculo de la corriente de la base, este proceso fue realizado para transistores PNP y NPN.

Como se hizoSe realizó el montaje en la protoboard, variando el voltaje de VBB, y dejando fijo a VCC en 12V, de modo que se obtuviera una corriente de base de 1uA, 10uA, 100uA y 200uA, utilizando Rc=10kΩ y Rb = 47KΩ, a continuación se procedió a cambiar Rc a 620KΩ y a 620Ω, y se realizo el mismo procedimiento con el fin de obtener diversas corrientes de base, variando el voltaje de VBB.

Circuito esquemático

Cálculos Para obtener los cálculos se implementó la formula:

Despejando VBB

Para la resistencia Rc = 1K

Para un Ib de 1uA

Para un Ib de 10uA

Para un Ib de 100uA

Para Ib de200uA

Para la resistencia Rc = 620kΩPara un Ib de 1uA

Para un Ib de 10uA

Para un Ib de 35uA

Para la resistencia Rc=620ΩPara un Ib de 1uA

Para un Ib de 10uA

Para un Ib de 100uA

Simulaciones

Con Rb = 620k

Con RC=620

Que se logroResultados obtenidos con multímetro:Resultados para Rc=10k

Ib=1uAVce=11.5vVrc=0.48VVrb=0,1VIc=0.4mA

Ib=10uAVce=9,73VVrc=11,14vVrb=0,45vIc=1,86mA

Ib=100uAVce=0.17vVrc=11.64vVrb=4,6VIc=9,7mA

Ib=200uAVce=0.14vVrc=11,63vVrb=9,54vIc=9,6mA

Resultados para Rc=620kΩ

Ib=1uAVrb=0.47vVce=11.83vVrc=151mvIc=126uA

Ib=10uAVrb=6.38vVce=9.69vVrc=2.26vIc=1.9mA

Ib=35uAVrb=21.9vVce=4.26vVrc=7.69vIc=6.4m

Resultados para Rc =620Ω

Ib=1uaVce=11.84vVrc=0.14VVrb=35mVIc=113uA

Ib=10uAVce=9.65vVrc=2.33vVrb=0,478vIc=1.93mA

Ib=100uAVce=173mvVrc=11.78vVrb=4,61VIc=9,85mA

Ib=200uAVce=0.14vVrc=11,63vVrb=9,54vIc=9,6mA

Como se puede evidenciar, al realizar una comparación entre los datos obtenidos en la práctica por medio del multímetro y los obtenidos al realizar las diferentes simulaciones, son en algunos casos muy parecidos, y en otros, idénticos. Así mismo, se evidencio que a medida que se aumenta la corriente de la base, variando el valor de la fuente de voltaje VBB, y dejando la resistencia constante, el valor de VCE

disminuye, mientras que por otro lado en el caso de la corriente del colector, como se vio en la teoría, sucede lo contrario, esto debido a que en el transistor la corriente Ic = βIB. Es importante aclarar que el comportamiento esperado de forma teórica y práctica del voltaje en las resistencia depende de las diferentes variaciones de las corrientes.

Laboratorio 7

Polarización en DC con transistores BJT’s

¿Cómo se hizo?

En esta práctica se implementara los diferentes tipos de polarización con transistores

BJT’S vistos anteriormente en la clase teórica de Electrónica Análoga.

A su vez se experimentara el comportamiento de estas mismas polarizaciones haciendo

cálculos previos para obtener las resistencias adecuadas para que haya corrientes y

voltajes óptimos.

Se comienza la sesión realizando el montaje de polarización por división de voltaje en la cual se

implementó un transistor NPN y las resistencias que fueron calculadas previamente, con él vemos

sus voltajes y corrientes. Luego para el segundo montaje realizamos la polarización por

realimentación de colector, volvemos usar el transistor NPN y se toman los datos de voltaje y

corriente. Por último se realiza un montaje de polarización por base, en este caso usaremos un

transistor PNP, para luego tomar los respectivos datos de voltaje y corriente.

¿Que se hizo?

Primer montaje:

Para este primer montaje anteriormente dicho se realizó una polarización por división de voltaje,

utilizamos como valor de resistencias R1: 15KΩ, R2: 2.7KΩ, RC: 1KΩ y RE: 220Ω, un transistor

NPN y una fuente de voltaje DC de 12V. Todos los cálculos hechos para que la corriente Icq = 5mA.

Circuito Esquemático:

Cálculos del circuito:

Isat = 2Icq

Rc Re

Rc 4Re

Isat = = = = 1200 Ω

4 Re + Re = 1200 Ω

Re = 240 Ω 220 Ω

Rc 4Re = 1K Ω

Para encontrar a R1 y a R2 debemos realizar Thevenin

Icq= ; Re

10Rth = Re

Rth = = = 2200Ω

Rth = = 2200Ω

Vth = Rth + 0.7V + Icq Re = 2200 + 0.7V + 5mA 220= 1.91V

Vth = = 1.91V

Teniendo dos ecuaciones con dos incógnitas hallamos R1 y R2 , y normalizando :

R1: 15KΩ

R2: 2.7KΩ

Simulación:

Segundo Montaje:

Para el segundo montaje se realizó una polarización por realimentación de colector, utilizamos

como valor de resistencias RC: 1.2KΩ y Rb: 120KΩ, un transistor NPN y una fuente de voltaje DC

de 12V. Todos los cálculos hechos para que la corriente Icq = 5mA.

Circuito Esquemático:

Cálculos del circuito:

Icq =

Isat =

Para que Icq quede centrado se debe tomar esta ecuación:

Icq= 5mA =

= 1.2KΩ

Para que se cumplan las ecuaciones de Icq

= 1.2KΩ*100 = 120 KΩ

Simulaciónes:

Tercer montaje:

Para el último montaje se realizó una polarización de base , utilizamos como valor de resistencias

RC: 1.2KΩ y Rb: 68KΩ, un transistor PNP y una fuente de voltaje DC de 12V y 5V. Todos los

cálculos hechos para que la corriente Icq = 5mA.

Circuito Esquemático:

Cálculos del circuito:

Icq =

= = 86KΩ Ω

Isat =

= =1.2 KΩ

Simulación:

¿Qué se logró?

Se midieron y obtuvieron las diferentes Corrientes para Icq y Ib, y además los diferentes voltajes.

Primer montaje:

Resistencia (Ω) Teórico experimentalIc 6,32mA 4.9mA

Vrc 6.32V 4.9VVre 1.07V 1.07V

Vcb 4.69v 6.02V

Segundo montaje:

Resistencia (Ω) Teórico experimentalIc 6,05mA 5.2mAIb 0.6A 0.5A

Vrc 7.26V 6.3vVrb 4.02V 4.9VVcb 4.74v 5.7V

Tercer montaje:

Resistencia (Ω) Teórico experimentalIc 5.8mA 6.19mAIb 0.56A 0.6A

Vrc 7.07v 7.4VVrb 4.2v 3.4VVcb 4.5v 4.3V

En este laboratorio se pudo observar los diferentes tipos de polarización que existen, unas más

eficientes que otras. Se podría mirar la diferente entre los dos primeros montajes y el tercero, ya

que los primeros solo requieren de una fuente y el tercero de dos, por lo que en un caso de querer

hacer un productor de amplificación los costos aumentarían con la tercera. El primer montaje es el

más efectivo ya que su estructura permite que el circuito no dependa de , ya que este es un

factor que puede variar y podría causar problemas al momento de querer una polarización más

precisa. La parte de la simulación varia un poco con la experimental ya que en el programa no se

vio la forma de saber el del transistor, lo que hacía que este cambiara un poco.

Como observación en importante saber si un transistor en NPN o PNP, ya que esto cambiaria

totalmente el correcto funcionamiento del montaje

Laboratorio # 8

Fuente de corriente

¿Qué se hizo?

En el desarrollo de esta práctica se pretende hacer el análisis teórico y practico de diferentes

fuentes de corriente con transistores BJT, donde se realizara una fuente con corriente en espejo y

una fuente estabilizadora con zener, y se realizara la comparación de estos dos métodos, además

de realizar el diseño de estos para que el transistor trabaje en la zona activa y así se obtengan los

resultados esperados.

Para comenzar se realiza la consulta de la bibliografía donde se aprende la polarización de los

diodos, los montajes y las fórmulas necesarias para la objetivos planteados, posteriormente se

hacen los cálculos buscando que el transistor funcione en la zona activa, además que se observen

una corriente y un voltaje emisor colector acorde, posteriormente se encuentra de manera teórica

los voltajes y las corrientes, finalmente se realiza el montaje planteado y se toman los datos de

forma experimental, realizando una comparación entre los mismos.

¿Cómo se hizo?

Fuente con corriente en espejo

Se empezó realizando el montaje de esta fuente, para esto se fijaron algunos valores que

queríamos obtener y a través de estos se realizaron los cálculos.

- 12v vcc

- 5mA Corriente de espejo

- Transistores 2N2222 con Beta = 265

- Voltaje emisor colector de 2v

Cálculos

Posteriormente se realizo el resto del analisis para dos resistencias que se encuentren en la zona

activa y una resistencias que se encuentre fuera de ella asi:

De acuerdo a la malla principal obtenemos la ecuacion:

Vr2+Vec=VCC

De lo cual se deduce que estara dentro de la zona activa voltajes entre [1v-11v]

Donde el voltaje del transistor y el de la resistencia dos debe sumar 12v asi:

1) Funciona

Obteniendo un voltaje emisor colector de 10,9v y una corriente espejo de aproximadamente 5mA

El montaje a implementar para este caso es:

2) Funciona

Obteniendo un voltaje emisor colector de 4,5v y una corriente espejo de aproximadamente 5mA

El montaje a implementar para este caso es:

3) No funciona

Obteniendo un voltaje emisor colector imposible de acuerdo a la fuente utilizada y una corriente

espejo en la cual no s cumple.

El montaje a implementar para este caso es:

Fuente con corriente con zener

Para dar inicio, se realizo el montaje de esta fuente, para esto se fijar algunos valores que se

esperaban obtener y a través de estos se realizaron los cálculos.

- 12v vcc

- Transistores 2N2222 con Beta = 265

- Zener de 5.1v

- Ie = 8mA

Luego a través de la malla principal se saca la ecuación

Vre=Vz-Vbe Vre=5,1-0,7v Vre = 4,4v

Obteniendo un rango de funcionamiento de [1v-6,6v] teniendo en cuenta que la suma de VR2 y

Vec debe ser de 7,6v.

Igualmente para estecaso se usaran 2 resistencias que funcionen y 1 que no asi:

1) Funcione

Obteniendo un voltaje emisor-colector de 5,84v y el circuito implementado fue:

2) Funcione

Obteniendo un voltaje emisor colector de 1,2v lo cual conlleva a implementar el siguiente circuito:

3) No funcione

Obteniendo de esta manera un voltaje emisor-colector imposible según la fuente usada, el circuito

a implementar es:

Simulaciones

- Fuente con corriente en espejo

1) Con resistencia de 220Ω

Corrientes:

Voltajes

2) Resistencia 1,5k

Corrientes

Voltajes

3) Resistencia 1M

Corrientes

Voltajes

- Fuente con corriente con zener

1) Resistenca de 220Ω

Corrientes

Voltajes

2) Resistencia de 820Ω

Corrientes

Voltajes

3) Resistencia de 12k

Corrientes

Voltajes

¿Qué se logro?

Fuente con corriente en espejo

Para esta fuente fue fundamental verificar la corriente en espejo, ademas se observaron algunos

voltajes y corrientes, todo esto se consigno en la siguiente tabla:

Rl IR1 IR2 %ERROR

220Ω 5,63mA 40,78mA

6,24

1,5kΩ 5,63mA 7,91mA 0,4

10MΩ 5,65mA 10,65uA 0.99

Como se logra observar en este caso el mejor diseño se presento al usar una resistencia de carga de

1,5kΩ ya que la corriente en espejo era bastante cercana a la deseada, ademas tenia una buena

posicion del punto Q permitiendo al transistor poder funcionar de manera adecuada; tambien se

observa que con una resistencia muy grande la corriente es espejo baja demasiado lo que indica

que el punto Q esta muy cerca a la corriente de saturacion y en el primer caso el punto Q esta muy

cerca de voltaje de corte.

Rl Vr1 Vr2 VceQ1 VceQ2

220Ω 11,273V 8,97V 726mV 3,02V

1,5kΩ 11,29V 11,95V 708mV 41,91mV

10MΩ 11,31V 12V 690mV 6,33mV

Para este caso se observa que el voltaje en R1 se mantiene constante en casi todos los casos,

mientras que el voltaje en R2 varia significativamente, lo cual conlleva a un caso especial y es que

en la resistencia de 1,5kΩ que es la mejor eleccion, el voltaje R1 Y R2 son casi iguales, tambien se

logra observar que el voltaje colector emisor en el transistor 1 es casi constante y con variaciones

minimas, por el contrario el voltaje en el transistor 2 varia significativamente en el primer y

segundo montaje.

Al implementar esto en la protoboard se obtiene el mismo comportamiento, de lo cual se puede

concluir que el rango de funcionamiento es menor y esta casi entre una resistencia de carga de

1,2kΩ y una resistencia de 1,8kΩ, es importantetener en cuenta estos valores para poder observar

de manera eficaz el fenomeno deseado.

- Fuente con corriente con zener

Para este caso se tomaron valores de corriente y voltaje en la mayoria de elementos:

Corrientes

Rl IRz IRl

220Ω 6,462mA 10,66mA

820Ω 6,498mA 7,348mA

12k 7,9mA 603,07uA

Para este caso se observa que en los dos primeros casos se mantuvo dentro del rango esperando y

a que medida que se incrementa el valor de Rl la corriente disminuyo y por lo tanto se observa el

fenomeno en una gran resistencia donde la corriente de carga disminuye a micro amperios lo cual

conlleva a que ya no se encuentre dentro de los valores deseados.

Voltajes

Rl Vr1 Vrz Vr2 Vec Vr3

220Ω 5,29v 6,7v 2,34v 3,63v 6,016v

820Ω 5,30v 6,69v 2,34v 3,64v 6,01v

12k 6,484v 5,51v 7,24v 5,53mv 4,76v

En esta oportunidad se logra observar que en los dos primeros casos se obtienen valores que

cumplen con las leyes de kirchoff, ademas con un voltaje colector emisor alto lo que asegura un

correcto funcionamiento del transistor en cuestion, por otro lado, de manera contraria se observa

que el voltaje colector emisor de la tercera carga es bastante menor a los datos previamente

obtenidos, por lo cual el transistor no tiene un correcto posicionamiento del punto Q, por lo tanto

se encuentra fuera de la zona activa obteniendo un comportamiento inesperado.

Finalmente se logra concluir que para las dos fuentes de corriente en espejo y usando un diodo

zener, el comportamiento esperado depende del posicionamiento del punto Q, para asi lograr que

este se encuentre dentro de la zona activa.