Dispositivos

Practica No. 6

“Polarización, regiones de operación y circuitos reguladores con transistores bipolares”

Objetivos:

1. Medir los voltajes y corrientes (punto de operación) del circuito de polarización independientemente de la beta para el transistor bipolar y comparar estos valores con los calculados teóricamente. Observar, medir y reportar como se modifica el punto de operación cuando se usan transistores de diferente beta.

2. Observar y distinguir el comportamiento del transistor bipolar en sus tres regiones de operación, corte, activa directa y saturación. Medir los voltajes y corrientes (punto de operación) en cada una de estas regiones.

3. Observar el comportamiento de los circuitos reguladores de corriente y voltaje con transistor bipolar. Medir y reportar los voltajes y las corrientes a la salida y obtener los rangos de variación de la resistencia de carga (RL), en que se conserva la regulación, tanto para el regulador de corriente como para el de voltaje.

Desarrollo experimental:

Conceptos básicos:

Transistor bipolar

El transistor bipolar o BJT es un dispositivo de tres capas de material semiconductor. En la

Figura 1 se muestra una representación física de la estructura básica de dos tipos de transistor bipolar:

NPN y PNP, en dicha figura también se ilustran sus respectivos símbolos eléctricos. El transistor

bipolar NPN contiene una delgada región p entre dos regiones n. Mientras que el transistor bipolar PNP contiene una delgada región n entre dos regiones p. La capa intermedia de laterial semiconductor se conoce como región de la base, mientras que las capas externas conforman las regiones de colector y de emisor. Estas están asociadas a las terminales de base, colector y emisor respectivamente.

Operación en la zona de corte. En esta zona existe una muy pequeña cantidad de corriente circulando del emisor al colector, comportándose el transistor de manera análoga a un circuito abierto. La característica que define la zona de corte es que ambas uniones, tanto la unión colector-base como la unión base-emisor, se encuentran polarizadas inversamente.

Operación en la zona de saturación. En la zona de saturación circula una gran cantidad de corriente desde el colector al emisor y se tiene solo una pequeña caída de voltaje entre estas terminales. El comportamiento del transistor es análogo al de un interruptor cerrado. Esta zona se caracteriza porque las uniones colector-base y base-emisor se encuentran polarizadas directamente.

Operación en la región activa. La región activa del transistor bipolar es la zona que se utiliza para usar el dispositivo como amplificador. La característica que define a la región activa es que la unión colector-base esta polarizada inversamente, mientras que la unión base-emisor se encuentra polarizada en forma directa.

Características de Voltaje contra Corriente Para describir el comportamiento de los transistores bipolares, se requiere de dos conjuntos de características, que dependen a su vez de la configuración usada. Una de ellas describe la característica de voltaje contra corriente de entrada, y la otra, la característica de voltaje contra corriente de salida.

Configuración de base común. En esta configuración, la terminal de la base es común a los lados de entrada (Emisor) y salida (Colector), y usualmente se conecta a un potencial de tierra (o se encuentra más cercana a este potencial). Esta configuración se ilustra en la Figura 2. La fuente de voltaje VBB brinda polarización directa a la unión B-E y controla la corriente del emisor IE.

Nota: Corriente de colector y corriente de emisor no son exactamente iguales, pero se toman como tal, debido a la pequeña diferencia que existe entre ellas, y que no afectan en casi nada a los circuitos hechos con transistores.

Material

• Multímetro analógico y/o digital

• Fuente de voltaje C.D. (variable)

• 2 Transistores de silicio NPN TTP41 o

• 2 Diodos Zener de 5.6V

• 1 Diodo led rojo

• 4 Transistores (le silicio NPN BC547

• 4 Resistencias de 1 KSZ a 0.5 W

• 1 Resistencia dr. 100 KS2 a 0.5 W

• 3 Resistencias de 2.2 KS>. a 0.5 W

• 1 Resistencia de 47 KS2 a 0.5 W

• 2 Resistencias (le 4.7 KSZ a 0.5 W

• 1 Resistencia de 3.3 KSZ a 0.5 W

• 1 Resistencia de 820SZ a 0.5 W

• 1 Resistencia de 10 KSZ a 0.5 W

• 4 Resistencias de 100 Q a 2 W

• 2 Resistencias de 220 SZ a 2 W

• 2

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