Caracteristicas De Los Transistores

Características de los Transistores

~

Publicadopor

ENERGV CCNCEPTS, SKOKIE, ILLlNOIS 60077, U.S.A.

-

INC.

.

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---

6) . CONTROL

Objetivos

DE CORRIENTE

DEL TRANSISTOR

Conectar varios circuitos y observar las características de control de corriente de un transistor.

G . TRANSISTORES

EN CONDICION DE POLARIZACION Aplicar polarización directa e inversa a un transistor, medir la tensión de salida y determinar los rangos de operación líneal.

@ . CONFIGURACIONES

DEL AMPLIFICADOR

Aplicar polarización directa e inversa a circuitos con emisor común y colector común, identificar la ganancia de tensión y la relación de fase en estos circuitos.

@ .

DISIPACION DE POTENCIA

EN UN TRANSISTOR

Determinar la condición nominal de operación de un transistor. ~i\ ""'~~~!~f'

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Introducción

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Los transistores son dispositivos de estado sólido, en cierto modo son similares a los diodos. Pero un transistor es más complejo y tiene un mayor número de aplicaciones. Como usted sabe, un transistor tiene tres componentes y está construído de material semiconductor. El método de fabricación es similar al usado en la construcción de diodos tipo PN. Existen dos tipos básicos de transistores, identificados como NPN y PNP. En éste capítulo, se estudiarán sus variadas aplicaciones.

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Control de corriente del transistor

EXPERIMENTO 1

Objetivos del experimento

Al completar este experimento, usted podrá:

A. Identificar las características de control de corriente de un transistor.

B. Conectar varios circuitos y observar el control de corriente. Material requerido

--

. Tablero de Experimentos ECI . Fuente de Poder de Baja Tensión . Multímetro . . . .

Transistor NPN 2N3904 ó Equivalente Transistor PNP 2N3906 ó Equivalente Potenciómetro 500 k Ohms Resistencia 10 k Ohms

. Resistencia 1 k Ohm \'i'~\:If&"~
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Discusión

---

Un transistor es un dispositivo que controla una corriente grande mediante su activación con una corriente pequeña. En este experimento, se seguirá trabajando con transistores. La Figura 1 muestra la disposición de corrientes en un transistor en operación normal. La corriente de emisor es lE' la de colector le y la de base lB' La corriente de la base es la que determina la cantidad de corriente que circula del emisor al colector.

lB

Figura 1 Circulación

IR

de corriente de un transistor CT-3

----

Experimento 1

Cuando no 'hay corriente de base l¡., la corriente que circula entre el emisor y el colector es mínima. Por lo tanto, la resistencia que aparece en el sector emisor-colector es muy alta. A medida que la corriente en la sección base-emisor aumenta, la corriente de la sección emisor-colector también aumenta. Esto equivale a que la resistencia correspondiente del transistor es muy baja. En efecto, la corriente del sector base-emisor controla la corriente de colector.

Práctica

A. O 1. Conecte el circuito de la Figura 2. Ajuste Rl, el potenciómetro de 500 k Ohms, a cero Ohms. Mida la corriente de base mA. Ahora, ajuste Rl de manera de obtener una corriente de 120 J.1A.Mida la tensión a través de R3. Anote el valor medido en la Tabla 1. Calcule la corriente de colector (le). Anote el valor en la Tabla 1. Use la siguiente fórmula:

Ic=~3lK

R3

1K n

2N3904

Figura 2 Circuito con transistor NPN

CT-4

Tabla 1 Corriente de colector transistor NPN

--NOTA: Una vez tomada la lectura de corriente de base, seleccione el rango de tensión apropiado para medir la tensión ER3'

o 2. Ajuste los valores de corriente de base que se muestran en la Tabla 1. Mida los correspondientesvalores de tensión ER3y calcule la corrientede colector. Anote los valores y complete la tabla. O. 3. Usando la Tabla 1 indique la relación de proporcionalidad que existe entre corriente de base y la de colector. o 4. Conecte el circuito de la Figura 3. Ajuste los valores de corriente de base según la Tabla 2.

--

R3

1K n

+

Figura 3 Circuito con transistor PNP CT-S

Experimento 1

Tabla 2 Corriente de colector transistor PNP

o 5. Usando las lecturas de la Tabla 2, explique la relación de proporcionalidad entre la corriente de base y colector

Preguntas

1. Explique la relación entre corrien te de base y colector

2. Explique las diferencias de operación con relación a la dirección de la corriente del sector colector-emisor en transistores NPN y PNP

--3. Dibuje los símbolos de los transistores NPN y PNP

4. Indique la función de proporcionalidad de la resistencia de un transistor y la corriente de base. 5. Dibuje los símbolos de los transistores NPN y PNP, mostrando el camino de las corrientes y su sentido. J

CT-6

EXPERIMENTO 2

Transistores en condición de polarización

Objetivos del experimento Al completar este experimento, usted podrá: A. Aplicar polarización directa e inversa según se requieran. B. Medir las señales de entrada y salida.

c. Determinar Material requerido

el rango de operación proporcional en un circuito.

. Tablero de Experimentos ECI . Osciloscopio . Generador de Onda Senoidal . Fuente de Poder de Baja Tensión . Multímetro . Transistor PNP 2N3906 ó Equivalente . Dos Resistencias de 1 k Ohm . Resistencia de 2,7 k Ohms . Resistencia de 10 k Ohms

~

Discusión

Un transistor debe polarizarse correctamente para producir una corriente de control. La polarización de corriente directa es la que determina su nivel de operación en el circuito. Un transistor con polarización adecuada posee una polarización directa en la unión emisor-base e inversa en la unión colector-base. La Figura 4 muestra los transistores NPN y PNP con polarización correcta. Observe las relaciones de dirección de corriente y sus magnitudes.

CT-7

Experimento 2

p

lE POLARIZACION DIRECTA DEL EMISOR +

N

p

N

BASE

p

le

POLARIZACION INVERSA DEL COLECTOR +

lE POLARIZACIO DIRECTA DEL COLECTOR +

i

BASE le POLARIZACION INVERSA DEL COLECTOR 18 +

-

.

Figura 4 Transistores polarizados correctamente

~-

Para obtener polarización directa en un transistor NPN, el material P de la base debe tener una polaridad positiva con respecto al emisor tipo N. De igual manera, para tener una polarización inversa, la base debe ser negativa con respecto al colector tipo N. En un dispositivo PNP, la situación es totalmente a la inversa. Para polarización directa, el material tipo N debe ser negativo con respecto al emisor P. Para obtener polarización inversa, la base debe ser positiva con respecto al colector P. El circuito de la Figura 5 muestra un transistor NPN con sus circuitos de entrada y salida. La entrada (emisor-base) está con polarización directa. La salida (colector-base) está en polarización inversa. Ver la Figura 5.

+ SALIDA

+ COLECTOR

BASE

--

+

ENTRADA

Figura 5 Esquema de polarización simplificado de un transistor NPN

-

El circuito de la Figura 6, muestra un circuito transistorizado PNP. Compare sus diferenci,as con el de la Figura 5. CT-8

SALIDA

BASE

1--

COLECTOR

t +i -

-+-

EMISOR ENTRADA

+

-

Por razones de simplificación, los circuitos anteriores se muestran con dos baterías. Normalmente, en la práctica, la tensión emisor-base es tomada del colector. La Figura 7 muestra a un circuito transistorizado que requiere sólo una fuente de tensión. La acción de divisor de tensión de RL, R2 YR3 produce la polarización del circuito colector-base. -12 VCD

R2 10K

B

SALIDA

A

ENTRADA

Q1 2N3906 R3 2.7K

--

¿ .~"'q

\ - ~'\

Figura 7 Circuito con polarización de una fuente ~ ~~ - <...DM. \J rv .

~IJ

c.

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1;) IS

CT-9

Experimento 2

El tipo de transistor usado y el diseño del circuito determina el rango de tensión de corriente alterna (mínimo o máximo) que el circuito puede entregar sin distorsión. Esto es lo que se denomina rango de la operación lineal. Cuando un circuito entrega una señal de mayor amplitud se dice que existe ganancia. Ganancia se expresa como la tensión de salida y la tensión de entrada. Estas señales pueden tener variadas amplitudes y se mantienen en fase.

Práctica

A. O 1. Conecte el circuito de la Figura 7. Ajuste la fuente de poder de CC a 12 volts. De esa manera, se fija la polarización para las uniones emisor-base y colector-base. Mida la tensión entre el punto C y tierra.

o 2. Mida la tensión a través de R1, anote el valor

V.

o 3. Conecte el osciloscopio entre A y tierra. Ajuste su calibre vertical de tiempo a 0,5 mseg., y el calibre vertical de tensión a la posición 0,05 (50 mV). o

4. Conecte el generador a la entrada del circuito y energízelo. Ajústelo hasta que el osciloscopio muestre una onda de 1 kHz. La onda senoidal de 1 KHz ocupa dos divisiones sobre el eje horizontal de referencia.

o

5. Ajuste el generador hasta obtener 0,05 Vp-p. Ahora ajuste el selector volt/div. a un volt. Mueva la punta vertical de entrada al punto B. Observe la forma de onda en el osciloscopio. Compare las formas de las señales de entrada y salida

o

6. Lentamente aumente la salida del generador hasta que la onda senoidal de la pantalla del osciloscopio muestre distorsión. Anote el valor máximo p-p sin distorsión VCA. Mueva el selector volts/div. a su rango mínimo. Mueva la punta vertical a A. Anote la tensión p-p de entrada . Esta es la señal máxima de entrada que es aceptable en el circuito. Calcule la ganancia.

o 7. Ganada es un factor indicativo del grado de efectividad de un circuito amplificador. Cuando el circuito opera en su rango líneal produce ganancia máxima. Usando los valores máximos de entrada y salida, calcule la ganancia del circuito de la Figura 7. Ganancia La razón entre la tensión de salida y la tensión de entrada.

CT-IO

---

o 8. Mantenga la terminal del osciloscopio en A. Ajuste la señal de entrada a 250 mV p-p. Conecte la terminal vertical de prueba del osciloscopio al punto B. Observe si tanto la señal de entrada como la de salida muestran distorsión. Mida la tensión de salida. Calcule la ganancia . Compárela con el valor obtenido en el punto anterior o 9. Conecte la terminal vertical a A. Ajuste el generador de señal hasta obtener una salida sin distorsión. Dibuje la onda obtenida en el espacio de la Figura 8. Aun cuando las ondas tienen amplitud distinta, ellas están en fase.

Figura 8 Papel cuadriculado para gráfico ,,-.

Al sustituir el transistor por uno NPN, invierta la polaridad de la fuente de CC.

CT-11

Experimento 2

Preguntas

1. Un transistor se puede describir como la combinación de

2. Compare los materiales N y P

3. Defina la situación de polaridad de una fuente de CC con relación a transistores NPN y PNP

4. Las señales de entrada y salida estan en

5. Describa la polarización de transistores NPN y PNP

CT-12

EXPERIMENTO 3

Configuraciones del amplificador

Objetivos del experimento

Al completar este experimento, usted podrá:

A. Usar polarización directa e inversa en circuitos de emisor común y colector común. B. Identificar la ganancia de tensión y relación de fase en circuitos de emisor común y colector común.

--

. . . .

Material requerido

Tablero de Experimentos ECI Fuente de Poder de Baja Tensión Multímetro Generador de Ondas

. Osciloscopio . Transistor NPN 2N3904, :1<

. Diodo 1N277ó Equivalente.

x. . Resistencia 470 Ohms

)\ . Resistencia 100 Ohms . Resistencia 560 Ohms . Resistencia 1 kOhm '< . Resistencia 5,6 kOhms . Resistencia 10 kOhms . Resistencia 39 kOhms . Dos Capacitores Electrolíticos 10 IlF . Dos Capacitores Electrolíticos 50 IlF ,',

Discusión

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Un transistor correctamente polarizado conduce corriente a través de la unión. En el experimento anterior se estudió el circuito de base común En ese tipo de circuito, la base es común para ambas, la señal de entrada y la de salida. Como usted recordará, la acción de control del circuito de base común cambia una pequeña señal de entrada de CA en una señal mayor de salida, las que a su vez estan en fase. Base común Un circuito transistorizado en el cual la base es común para ambas,la señal de entrada y la sefial de salida. Este circuito no produce des fase entre las sefiales. CT -13

~--

Experimento 3

Un transistor también se puede usar con emisor común o colector común. En este experimento se analizan ambos circuitos. En el circuito de emisor común de la Figura 9, se aplica una señal de entrada a Rl (base-emisor) y la señal de salida se genera a través de R2 (colector-base). Este circuito se denomina habitualmente entrada a la base o emisor a tierra y se usa c1¡1andoel colector de un estado alimenta la base de entrada del siguiente.

~

o

SALIDA

ENTRADA

o

¡

--

o

Figura 9 Circuito con emisor común En el circuito con colector común de la Figura 10, se aplica la señal de entrada a Rl (base-colector) y la salida se genera en R2 (emisorcolector). El colector está a un nivel cero de CA, lo cual lo hace común a las señales de entrada y salida.

o

--

~C1 ENTRADA

+ SALIDA

o

:¡:

--

Figura 10 Circuito de colector común

Emisor com ún Un circuito con transistor en que el emisor es común (conexión a tierra) a las seflales de entrada y salida. Colector com ún El colector es común a ambas seflales. El capacitor está normalmente conectado a tierra. Este circuito no produce desfasamiento.

CT-14

Este circuito transistorizado a menudo se denomina seguidor del emisor. Lo anterior se debe a que la señal de salida del emisor tiene (sigue) la misma polaridad de la señal de entrada a la base. Lo anterior se verificará a través del presente experimento. A menudo los circuitos de colector común son usados como dispositivos para acoplar resistencias o im~edancias. Este dispositivo acopla una alta resistencia con una carga de baja resistencia. A manera de simplificación, en los circuitos 9 y 10 se usan dos baterías. En el experimento se usa un fuente de CC para ajustar los niveles de polarización. En ambos circuitos usados en este experimento, la unión emisor-base tiene polarización directa y la unión colector-base tiene polarización inversa. ./

~

Práctica

A. O 1. Conecte el circuito de la Figura 11. Ajuste la Fuente de poder a 9 VCC. Con el multímetro,verífique el punto de operación. Si es necesario ajuste la tensión. +9V

RL

1K+1 t---oB

A~1

SALIDA

ENTRADA 10 P. F

-Figura11 Circuito experimental del emisor-común O 2. Conecte la terminal vertical del osciloscopio al punto A y la terminal común a tierra. Ajuste la entrada horizontal a 0,5 mseg. O 3. Conecte el generador de frecuencia a la entrada y ajústelo hasta obtener un barrido de 1 kHz en la pantalla del osciloscopio. O 4. El nivel de polarización determina el rango de operación líneal del circuito. Lo que se desea es polarizar de manera de obtener la mayor señal de salida sin distorsión. CT-15

Experimento 3

o

5. Conecte la terminal vertical a B. Ajuste el generador hasta obtener una salida máxima sin distorsión V p-p. Ahora conéctela al punto A. Anote la tensión de entrada V p-p. De esta manera, se estableció el límite superior del rango de operación línea!.

o 6. Calcule la ganacia. o 7. En base a los valores obtenidos, ¿considera usted que la ganancia es buena? o

8. El circuito de la Figura 12 permite verificar la diferencia de fase entre la señal de entrada y la de salida. Al aplicar una señal alterna de entrada, se produce una onda rectificada a la salida a través del resistor de 5,6 kOhms. A continuación se aplica esta señal a la entrada de la Figura 11 y usando el osciloscopio se observa la señal de salida en el colector. Conecte la salida del circuito 12 a la entrada del circuito 11. CIRCUITO CLlPPER

R2

470 R1 100

-

+

CR1 1 N277 R3 5.6K

FORMA DE ONDA VE

SALIDA

AA VV

Va

Figura 12 Circuito limitador (clipper) y formas de onda

o 9. Ajuste el generador a 2 V p-p Y100 Hz. Ajuste la entrada horizontal del osciloscopio a 2,5 Jlseg y el nivel vertical a 50 mV/div. Conecte la terminal vertical a A. Ajuste los controles vertical y horizontal hasta obtener un barrido uniforme. Dibuje la señal de entrada en el espacio a continuación. CT-16

.

Figura 13 Gráfico de la señal de entrada

o 10. Conecte la terminal vertical del osciloscopio al punto B. Dibuje la onda de salida en la Figura 13. La entrada negativa se ha cambiado a salida positiva. ¿Cuál es la diferencia de fase entre la entrada y la salida? Ahora, si usted desea puede usar un transistor PNP en el circuito de la Figura 11. Los resultados serán similares. Para obtener una polarización correcta deberá, intercambiar las terminales de la fuente de CC.

o 11. Conecte el circuito de la Figura 14.

~

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--

C2

T50P.F

C1 10ILF

ENTRADA

--

+IE C3 50 ILF

08 SALIDA

Figura 14 Circuito con colector común

CT-17

Experimento 3

Tanto el circuito de colector común como el de emisor común tienen sus propias características. Esta parte del experimento también establecerá la línea de rango de operación líneal, la ganancia y la relación de fase entre la onda de entrada y la de salida de la Figura 14.

o 12. Conecte el generador a la entrada y ajústelo a 1 kHz. Conecte el osciloscopio al punto B. Obtengauna señalmáxima sindistorsión y anote su valor m V p-p. Cambieel osciloscopio al punto A y anote el voltaje de entrada mV p-p. La línea de operación se encuentra debajo de esta tensión de entrada máxima de CA. o 13. Calcule la ganancia o 14. Usando el mismo procedimiento anterior, determine la relación entre la señal de entrada y la salida

.

Figura 15 Gráfico de ondas de entrada y salida o 15. Si lo desea, repita el procedimiento con el circuito de la Figura 14 usando un transistor PNP.

CT-18

'--

Preguntas

1. La polarización de una unión emisor-base debe ser

2. En un circuito con colector común, la señal de entrada se aplica entre las regiones del . y --.

transistor.

3. Brevemente explique el proceso para establecer el rango de operación líneal de un transistor

4. ¿Usa un circuito de emisor común la misma polarización en circuitos NPN y PNP'1

~~

5. ¿En un circuito de emisor común cuál es la diferencia de fase entre la señal de entrada y la señal de salida '1

.1\ ,--

I

~ CT-19

--

EXPERIMENTO 4

Disipación de potencia en un transistor

Objetivos del experimento Al completar este experimento, usted podrá: A. Identificar la potencia nominal de un transistor. B. Operar un transistor dentro de sus márgenes normales de operación. Material requerido

. Tablero de Experimentos ECI . Fuente de Poder de Baja Tensión . Multímetro

--

. Transistor NPN 2N3904 ó Equivalente . Potenciómetro 500 k Ohms . Resistencia 10 k Ohm . Resistencia 1 k Ohm

Discusión

Los transistores pueden operar bajo diferentes condiciones de trabajo. Diferentes combinaciones de tensiones de polarización y corrientes crean diferentes condiciones de operación para un mismo transistor. En todo caso, las condiciones de operación que se seleccionen deben estar dentro de los márgenes de trabajo normal del dispositivo. La operación de un transistor genera cierta disipación de calor. La potencia máxima de disipación aceptable es la potencia de trabajo nominal o normal del mismo. Para que un transistor opere dentro de esos márgenes, lleben observarse los límites permisibles de tensión y corriente dados en las especificaciones. Asumamos que la potencia normal de tra bajo de un transistor 2N3904 es 150 miliwatts. Esto significa que éste puede operar sin sufrir daño si la potencia máxima disipada en él no excede 150 miliwatts. La potencia del transistor se calcula como el producto de la tensión colector-emisor y la corriente de colector P=VcExIc

Potencia normal de trabajo Potencia máxima de disipación de un transistor que no causa dafio al mismo.

CT-21

Experimento 4

Práctica

A. O 1. La Tabla 3 muestravarios valores de Vca' Usando la expresión algebraica, calcule las corrientes de colector correspondientes. Asuma una potencia máxima constante de 150 mW. Anote los valores en la Tabla 3.

le - P (in watts)

VCE Tabla 3 VCEy Ic en disipación de calor o potencia

----

o 2. En el espacio provisto en la Figura 16, grafique la curva de potencia máxima constante, según los datos de la Tabla 3. 30 25 20 Ic (rnA)

15 10 5

o

5

Figura 16 Gráfico de disipación de potencia CT-22

10 15 VCE(VOLTS)

20

25

o 3. La Figura 17 muestra un circuito de emisor común. Conecte el circuito y ajuste Rl, moviendoel cursor en la dirección del emisor en el circuito. El potenciómetro se usa para ajustar la tensión de polarización. R3 1K

)

R1 500K

Figura 17 Circuito para determinar

disipación máxima

o 4. Mida la corriente de colector mA. Lentamente ajuste RI' hasta obtener una corriente le igual a 5 mA. Mida VCE volts. Calcule la potencia de disipación en esas condiciones. Anote el valor en Tablas 4. Tabla 4 Datos para disipación de potencia máxima P (111 W)

o 5. Ajuste Rl por pasos hasta que le tenga un valor de 25mA. Mida VCE

. Calcule

la potencia de disipación en cada caso y anote los valores en la Tabla 4.

o 6. Grafique los resultados en el espacio de la Figura 16.

CT-23

--

----

Experimento 4

1. Enuncie los factores que determinan la operación normal de un transistor

Preguntas

2. Cómo se denomina la potencia máxima de trabajo?

3. ¿Qué pasa si se excede la potencia máxima de trabajo?

4. La potencia máxima disipada por el transistor usado en el experimento fue de mW. 5. Escriba la fórmula de disipación de calor en un transistor

Aprendizaje

Usando el listado siguiente, verifique sus aptitudes alcanzadas en este capítulo. Usted deberá ser capaz de:

o 1. Identificar las corrientes que circulan en un transistor. o

2. Enunciar los factores que determinan la corriente a través de un transistor.

o 3. Operar circuitos transistorizados. o 4. Proveer polarización correcta a las uniones NPN y PNP. o 5. Determinar las tensiones de entrada y salida en los circuitos. o 6. Determinar el rango líneal de operación de los circuitos. o 7. Proveer polarización directa e inversa en circuitos de emisor común y colector común. o

8. Determinar la ganancia y la relación de fase en circuitos de emisor común y colector común.

o 9. Determinar las condiciones de operación dentro de los márgenes de seguridad en transistores. CT-24

---

..---

Cuestionario

1. La corriente de base, Iu, se deÍme como la corriente que circula de A. B. C. D.

colector a base. colector a emisor. emisor a colector. emisor a base.

2. La corriente de base a emisor controla la A. B. C. D.

corriente de emisor. corriente de base. corriente de transistor. corriente de colector.

3. Para que se establezca corriente de control

A. B. C. D.

El transistor debe estar debidamente polarizado. La corriente de emisor debe exceder la corriente de operación. La corriente de polarización debe estar debidamente controlada. La polarización directa debe estar debidamente controlada.

4. En transistores NPN con polarización directa, la capa P debe estar en condición

A. B. C. D.

invertida directa polaridad negativa polaridad positiva

5. En condiciones normales de operación la corriente emisora se obtiene de

A. B. C. D.

el voltaje de polarización. la fuente colectora. A y B arriba. la fuente emisora

6. Cuando un circuito aumenta la señal alterna de entrada, se establece

A. B. C. D.

ganancia. polarización. el circuito. una falla.

CT-25

Experimento 4

7. En un circuito de base común A. La base es común a las señales de entrada y salida. B. La señal de salida es común con las corrientes de emisor y colector. C. La base es común a un~ segunda etapa. D. nada de lo anterior. 8. El circuito de colector común se usa normalmente como un A. B. C. D.

transistor. dispositivo de acoplamiento. dispositivo aparejador de impedancia. todo lo anterior.

9. La energía que recibe el transistor se transfiere como

A. B. C. D.

disipación de calor. energía eléctrica. razón de energía. corriente eléctrica.

10. La potencia en un transistor se determina mediante la siguiente formula:

A. P = Ve x ICE B. P = VCE x ICB

C.

P D. P

CT-26

= Ve X le

=V

CE

x le

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Curvas características de transistores

EXPERIMENTO 3

Objetivos del experimento

Al completar este experimento, usted podrá:

A. Identificar las curvas características de los transistores. B. Construir una familia de curvas características de un amplificador con emisor común. Material requerido

. Tablero de Experimentos ECI . Multímetro . Fuente de Poder 0-25 VCC . Transistor 2N3904 ó Equivalente . Potenciómetro 500 k Ohms . Potenciómetro 10 k Ohms . Resistencia 100 k Ohms ,

"","'.,

Discusión

",,'

'

La Figura 5 muestra una familia de curvas características correspondientes a un amplificador de base común. Cada curva representa condiciones con distinta polarización de emisor. En cada caso, se muestran las correspondientes corrientes de polarización. El eje vertical representa la corriente de colector y el horizontal la tensión colector- base.

A-U

Experimento 3

6

le

4

le= 4

2

le = 2

=

6 mA

Ic mA

o 2

4

6

le = --.. 10V

8

O

--

VCB

Figura 5 Curvas características para un amplificador de base común Las curvas características fijan los parámetros de diseño de un circuito amplificador. La familia de curvas de la Figura 5 representan los cambios de tensión y corriente en el sector colector del circuito. Las curvas también muestran las relaciones tensión- corriente para el sector del emisor en el circuito. La Figura 6 muestra una familia de curvas características. Cada curva representa una condición distinta de corriente de emisor. 10 8

le = 8 mA

If

A

-

Ic

6

le

=6

mA

le

=4

mA

lE

=2

mA

mA 4 2 O 2

4

6

8

10

12

14

16

Vcs

Figura 6 Curvas características del transistor 2N3904 ó equivalente

A-12

El eje horizontal representa la tensión de colector VCB. El eje vertical representa la corriente de colector le. En la figura se muestra el punto que corresponde a la coordenada con una tensión de colector igual a 4 volts y una corriente de colector de 6 mA. Usando estas curvas usted puede diseñar o modificar el circuito que utiliza el transistor.

Práctica

A. O 1. Conecte el circuito de la Figura 7. o

2. Ajuste el potenciómetro de la base (R2) a su valor máximo. Energize el circuito y ajuste el potenciómetro del colector R3 hasta obtener una tensión Vce de 10 voltios.

o

3. Ajuste R2 hasta que la corriente de colector sea 4 mA. Mida la corriente del colector y anote su valor en la Tabla 1, correspondiente a VCE = 10 Volts. Apague la fuente. Desconecte R2. Con un óhmetro mida RB, ésta debe corresponder a la resistencia del conjunto R 1, R2. Anote el valor de RB en la Tabla 1. R, 100K

ln.- o.'i)J '::.J ~ Q.Q.

R2 600K

-

--

Figura 7

Circuito transistorizado Tabla 1 Datos de curva característica

A-13

Experimento

3

o

4. Reduzca el valor de tensión VCE al próximo valor mostrado en la Tabla 1. Mida la corriente de colector y anote su valor en la tabla.

o

5. Repita el paso 4 para cada valor de VCE.

o

6. Ajuste la corriente de colector a 6 mA. Si es necesario, reajuste la tensión

VCE a 10voltios. Mida la corrientede colector y anote su valor en la Tabla 1. Desenergize el sistema y desconecte R2. Mida la resistencia su valor.

~

y anote

o 7. Reduzca el valor de VCEal próximo valor en la tabla, mida la corriente de colector y anote su valor.

o 8. Repita el paso 7 para cada valor de VCE' o

9. Ajuste el valor de corriente de colector a 8 mA. Ajuste VCEa 10 V. Repita los pasos anteriores.

o 10. ReduzcaVCE al próximo valor en la Tabla 1, mida y registre la corriente de colector.

o 11. Repita el paso anterior para cada valor de V CE' Desenergize el circuito. o 12. Usando la Ley de Ohm, calcule los valores de lB' anotando los valores en la Tabla 1. o 13. Dibuje la familia de curvas obtenidas en el espacio dado a continuación.

10 ----

8 Ic mA

6 4 2

1/

O 2

4

6 VCE

Figura 8 Curvas características

A-14

8

10

12

Preguntas

1. Una familia de curvas muestra la relación entre los siguientes parámetros

2. Cada curva representa

3. La ordenada representa

4. El eje horizontal representa

5. La familia de curvas sirve para

A-15

-

--

--

-

---