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Practica 3 Transistor emisor común 18/03/2014

Transistor BJT como amplificador

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La finalidad de la siguiente practica es la de comprobar el funcionamiento de un transistor BJT como amplificador, utilizando la configuración de emisor común.

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Practica 3

Practica 3Transistor emisor comn

18/03/2014

IntroduccinLa finalidad de la siguiente practica es la de comprobar el funcionamiento de un transistor BJT como amplificador, utilizando la configuracin de emisor comn.En esta configuracin la seal se aplica a la base del transistor y se extrae por el colector. El emisor se conecta a las masas tanto de la seal de entrada como a la de salida. En esta configuracin se tiene ganancia tanto de tensin como de corriente.Antes de aplicar una seal se midieron la corrientes y los voltajes de base colector y emisor asi como de la beta. Ms adelante se aplico una seal y asi poder ver el cambio entre la seal de entrada y la seal de salida, luego se vario la amplitud de la seal y se cambio la resistencia de carga esto solo para ver cul era el efecto producido.Marco tericoEl transistor de unin bipolar es uno de los dispositivos que son fruto de la tecnologa en semiconductores (basada en uniones PN y dopaje) y es uno de los tipos de transistores ms usados en la actualidad. Un transistor posee tres terminales (base, colector y emisor).Un transistor BJT puede eventualmente trabajar en tres regiones, las cuales son: Regin activa, regin de saturacin y regin de ruptura; Cuando un transistor BJT trabaja en regin activa, quiere decir que est trabajando como amplificador de una seal (Corriente o voltaje), esta regin de funcionamiento se caracteriza porque la corriente de base es muy pequea en comparacin a la de colector y emisor (que son parecidas), y porque el voltaje colector base no puede exceder los 0.4 o -0.4V (dependiendo si es PNP o NPN). Mientras que la regin de corte indica que el transistor prcticamente esta apagado, es decir Ib = Ic = Ie =0A. Por ltimo, un transistor de unin bipolar est saturado cuando Ic=Ie=Imax; En este caso la magnitud de la corriente depende de la tensin de alimentacin del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos.

ProcedimientoAnlisis CDPara poder simplificar el anlisis del circuito es necesario obtener tanto la resistencia como el voltaje equivalente de Thevenin, los cuales quedan de la siguiente manera:

Una vez teniendo esto y utilizando anlisis de mallas tenemos

Despejando Ib tenemos:

Anlisis CAPor anlisis nodal tenemos que:

Teniendo ya el voltaje de entrada y de salida lo que sigue es calcular la ganancia

Material 1 Generador de funciones. 1 Osciloscopio. 1 Fuente de C.D. 1 multimetro. 2 puntas para osciloscopio. 2 Transistor BC547 o 2N2222A. Hoja de datos de los transistores. Resistores de distintos valores.

Se armo el siguiente circuito

Para este circuito la resistencia de carga tiene un valor de 100KLo primero que se realizo fue alimentar el circuito con la fuente de 15 volts y medir las corrientes y voltajes. Los datos arrojados fueron los siguientes:

fue medida con la ayuda de un multimetro

Despus se aplico una seal triangular con un voltaje pico de 100mv a una frecuencia de 1khz

Como puede ser observado en el canal uno esta ahora nuestra seal amplificada y en el canal dos esta la seal de entrada. Se puede observar que amplifico de forma elevada ya que nuestra ganancia fue de:

Luego se aumento la amplitud, y lo que se pudo observar con esto, es que como era lgico, la seal de salida tambin aumentaba, pero con la diferencia que esta presentaba una menor o casi despreciable saturacin con respecto a la seal de entrada.

Luego se mantuvo una amplitud pequea en la seal de entrada para ahora aumentar la frecuencia, con esto la seal de salida aumentaba su amplitud pero con la diferencia de que ahora se presentaba una saturacin mayor en comparacin a que si solo se aumentaba la amplitud de la seal de entrada.Ms tarde se cambio la resistencia de carga de 100K por una de 1K para lo cual los datos fueron los siguientes:

Para corroborar los resultados obtenidos en la prctica nos pusimos a la tarea de simular el circuito para esto se utilizo el software topspice y pudimos observar que los resultados obtenidos en la prctica experimentalmente eran muy parecidos a la simulacin como se puede notar en las siguientes imgenes

realizacin del circuito en topspice

simulacin del circuito con resultados similares a los experimentales

Al igual que el anterior se simulo el circuito con la modificacin de la resistencia de 1k y pudimos notar que los resultados eran similares a los obtenidos en la practica

realizacin del circuito en topspice

simulacin del circuito con resultados similares a los experimentales

Conclusin

Pudimos comprobar cmo es que el transistor funciona como un amplificador, tanto de forma experimental como terica, aunque claro con ciertas variaciones, que por ms que queramos nos vamos a poder hacer que estos disminuyan, ya que de forma terica trabajamos con datos ideales, que en forma experimental no podemos obtener con precisin debido a los diversos factores que intervienen en ello, pero aun as se obtuvieron datos satisfactorios, que nos hicieron ver que bamos por el camino correcto.Pudimos observar en el osciloscopio la seal de entrada y la seal de salida y hacer comparaciones, al cambiar la amplitud pudimos observar como la seal de entrada a amplitudes altas se empezaba a saturar es decir hacia una especie de corte en los picos, pero la seal de salida se mantena un poco ms estable. Tambin al subir la frecuencia ocurra un efecto similar. Lo que se pudo ver tambin es que la ganancia con la resistencia de 100K era muy alta y ya con la de 1K disminua en gran medida.