ANALISiS EN CORRIENTE ALTERNA Y CORRIENTE CONTINUA DE TRANSISTOR BJT

ANALIZIS EN CORRIENTE ALTERNA Y CORRIENTE CONTINUA DE TRANSISTOR BJT

,  
Ingeniería Electrónica
Universidad Politécnica Salesiana (UPS)
Guayaquil, Ecuador [pic 1][pic 2]

Email:  [pic 3][pic 4]

Resumen -En esta experimentación se analiza el comportamiento de un transistor BJT en polarización de divisor de voltaje con conexión en AC y en DC  donde se demostraron las distintas fórmulas o ecuaciones mediante el análisis no solo teórico también practico en simulación en el programa Multisim donde se obtuvieron valores un poco más precisos que en los cálculos realizados.

Índice de palabras : BJT ( Bipolar Junction Transistor o Transistor de Unión Bipolar ) , AC ( Corriente Alterna ) , DC ( Corriente Continua ) , Multisim ( Programa para simulación de circuitos electrónicos )

1. INTRODUCCION

Usado para estudios en electrónica el transistor siempre fue parte importante en muchos inventos que revolucionaron la tecnología del mundo y por mucho tiempo se usaron formando parte importante de la evolución de las máquinas  electrónicas pero su uso e implementación ha ido en declive a que se han encontrado nuevos elementos o circuitos mucho más pequeños y de fácil manejo pero no significa que para el estudio

de una carrera que tenga que ver con electrónica no se usan obviamente para un estudiante de electrónica son el comienzo del entendimiento de dicha carrera .

A continuación expondremos el funcionamiento de un transistor con una conexión determinada y analizaremos paso a paso cada valor.

1. MODELADO DEL CIRCUITO

El circuito es una polarización de transistor por divisor de voltaje que consta de un transistor Bjt 2n2222 de cuatro resistencias dos capacitores cerámicos una fuente de voltaje alterna y continua tal como se muestra en la Fig.1

[pic 5]

Fig. .1 Circuito divisor de voltaje

Con este circuito podremos observar que el punto  Q es mucho más estable  ya que los valores que obtengamos de intensidad o corriente de colector y el voltaje de colector y emisor no varíen mientras el circuito está en funcionamiento Fig.2.

[pic 6]Fig.2 Recta de carga Ic vs Vce

1. Ecuaciones para análisis exacto

En esta parte encontraremos las ecuaciones para un análisis muy exacto de nuestro circuito y obtener nuestros valores a considerar.

Tenemos nuestro circuito sin fuentes ya que así será útil usar las siguientes ecuaciones Fig.3.

[pic 7]

Fig.3

Ecuaciones-
[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Donde:

IB: Corriente de base.
VCE: Voltaje colector emisor.
IC: Corriente  del colector.
Rth: Resistencia equivalente de thevenin.

Vth: Voltaje equivalente de thevenin.

ICsat: Corriente de colector máxima en saturación.

VBE: Voltaje base emisor.

RC: Resistencia de colector.
RE: Resistencia del emisor.

   Vcc: Fuente dc.

1. Ecuaciones para un análisis aproximado

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

Donde:

VB: Voltaje de base.

RE: Resistencia de emisor.

VBE: Voltaje base emisor.

ICsat: Corriente del colector en saturación.

VCEQ: Voltaje colector emisor en el punto Q.

VCC: Fuente dc.

IC: Corriente de colector.

RC: Resistencia de colector.

1. MATERIALES PARA LA CONTRUCCION DEL CIRCUITO

Para el circuito utilizaremos los siguientes materiales.

• Transistor Bjt 2n2222
• Resistencia de 172Ω
• Resistencia de 27kΩ
• Resistencia de 8KΩ
• Resistencia de 2KΩ
• Resistencia de 800KΩ
• Capacitor cerámico de 380nf
• Capacitor cerámico de 98nf
• Fuente DC de 20 v
• Fuente AC 1Vrms 1 KHz

1. SIMULACION DEL CIRCUITO

Después de haber armado el circuito tal  como se presenta en la figura se procede a hacer el análisis teórico de él Fig.4.

Revisado una vez el circuito procedemos a analizar en DC paso a paso y sacar cada valor deseado para luego proceder a hacer el análisis en AC hay que tomar en cuenta las diferentes teorías  y cálculos usados o aplicados en materias anteriores como Circuitos Eléctricos 1 y 2 sabiendo previamente que el β es igual a 162.

[pic 20]

Fig.4 Circuito diseñado en multisim

1. Análisis en Corriente Continua

1. Como ya sabemos por aprendizajes anteriores que en circuitos analizados en dc los capacitores se desconectan y lo que este antes o después a lo que se desea analizar desaparece Fig.5

[pic 21]

Fig.5

1. Con el circuito armado así podremos notar que puede reducirse un poco más tomando en cuenta que encontramos dos resistencias conectadas a la base en paralelo y se puede realizar un análisis por el teorema de thevenin reduciendo esas dos resistencias a una sola haciendo una Rth o resistencia de thevenin y un Vth o voltaje de thevenin Fig.6   Ec.1.

(Ec 1)

[pic 22]

(Ec 2)

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

Fig.6

1. Una vez obtenido el nuevo circuito se procede a hacer el cálculo por la Ley de Voltaje de Kirchoff en la primera malla donde está la base y el colector del transistor sabiendo que el β = 162 también que la IC = IB ( β + 1 ) y que ICIE[pic 27]

LVK

-Vth + (Rth x IB) + 0.7 + R4 (IC) = 0  
(Rth x IB) + 0.7 + R4 [IB (β + 1)] = Vth
(23.35k x IB) + 2(163 IB) = 2.7
23.35 IB + 326 IB = 2.7
IB (23.35 + 326) = 2.7 IB=(2.7V)/(23.35+326)=5,7249µA

IC = β IB = 162 x 5,7249 = 927,438µA = 0.927mA

1. Calculados estos valores podremos continuar el análisis en la siguiente malla para poder suponer algunos valores como corriente de emisor (IE) y voltaje del colector- emisor (VCE) para obtener nuestra región de corte y saturación.

LVK

-20V + 8k (IC) + Vcc + 2k (IC) = 0

Tendremos que

Si IE = 0        VCE = 20V (corte)

Si VCE = 0     𝐼𝐶 =  = 2𝑚𝐴  (saturación)  [pic 28]

-20v + 8k (0,927mA) + VCE + 2k(0.927mA) = 0

...