Polarización, regiones de operación y circuitos reguladores con transistores bipolares

Práctica No.6

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

Objetivos:

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.

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.

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:

Regiones operativas del transistor

Región de corte: Un transistor esta en corte cuando: La corriente de colector= corriente de emisor=0, (Ic=Ie=0)

En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (como no hay corriente circulando, no hay caída de voltaje,). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base=0 (Ib=0)

Región de Saturación: Un transistor está saturado cuando: la corriente de colector=corriente de emisor=corriente máxima, (Ic=Ie=I máxima)

En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver ley de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo suficientemente grande como para inducir una corriente de colector β veces más grande. (Recordar que Ic=β*Ib)

Región activa: Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte entonces está en su región intermedia, la región activa. En esta región la corriente del colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de corriente de un amplificador, es un dato del fabricante) y de las resistencias que hayan conectadas en el colector y emisor). Esta región es la más importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador.

Configuraciones: Hay tres tipos de configuraciones típicas en los amplificadores con transistores, cada una de ellas con características especiales que las hacen mejor para cierto tipo de amplificación, y se dice que el transistor no está conduciendo. Normalmente este caso se presenta cuando no hay corriente de base (Ib=0)

-Emisor común

-Colector común

-Base común

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:

Multimetro analógico y/o digital

Fuente de voltaje C.D. (variable)

2 Transistores de silicio NPN TIP41 o equivalente

2 Diodos Zener de 5.6V

1 Diodo led rojo

4 Transistores de silicio NPN BC547 o equivalente

4 resistencias de 1kΩ a 0.5 watt.

1 resistencia de 100kΩ a ½ watt.

3 resistencias de 2.2k Ω a 0.5 watt.

1 resistencia de 47k Ω a 0.5 watt.

2 resistencias de 4.7 Ω a 0.5 watt.

1 resistencia de 3.3kΩ a 0.5 watt.

1 resistencia de 820 Ω a 0.5 watt.

1 resistencia de 10k Ω a 0.5 watt.

4 resistencias de 100 Ω a 2 watts.

2 resistencias de 220 Ω a 2 watts.

2 resistencias de 560 Ω a 2 watts.

1 resistencia de 56 Ω a 2 watts.

1 resistencia de 10 Ω a 2 watts.

1 resistencia de 330 Ω a 2 watts.

1 resistencia de 150 Ω a 2 watts.

2 Potenciómetros de 10kΩ a 2 watts.

Una pinza de punta

Una pinza de corte

6 cables caimán – caimán de 50 cm

6 cables caimán – banana de 50 cm

6 cables banana – banana de 50 cm

4 cables coaxiales que tengan en un extremo terminación bnc y en el otro caimanes

Tablilla de conexiones (protoboard)

Experimentos:

Es requisito que para antes de realizar la práctica el alumno presente por escrito y en forma concisa y breve los siguientes puntos:

El análisis

El funcionamiento

La operación

El comportamiento matemático

De cada uno de los circuitos propuestos

El profesor deberá revisar que el alumno cumpla con este punto antes de entrar a laboratorio, así como se presente con los circuitos correspondientes debidamente armados, de NO satisfacer estas indicaciones el alumno NO tendrá derecho a quedarse en el laboratorio y se le considerará como falta al mismo.

Medir los voltajes y corrientes (punto de operación) del circuito de polarización con divisor de voltaje independientemente de su beta

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