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TRANSISTORES BIPOLARES Objetivo de la práctica: 1. El alumno deberá probar el transistor BJT mediante el multímetro, identificando sus terminales. 2. Deberá identificar en el manual NTE o ECG de dispositivos semiconductores, los parámetros de un transistor BJT de acuerdo a su matrícula. 3. Deberá evaluar la operación de un amplificador con transistor BJT en configuración emisor común para la amplificación de corriente. 4. Podrá construir circuitos de señal para control de intensidad de circuitos. 5. Podrá ser capaz de aplicar enfoques lógicos y sistemáticos para analizar, probar, detectar fallas y reparar circuitos de estado solidó como el transistor. Fundamentos Teóricos: Transistor Bipolar (BJT) Es aquel dispositivo electrónico que está constituido por tres materiales semiconductores extrínsecos, de forma NPN o PNP, es decir, porción de material N, seguido de material P, luego otra porción de material N, en el tipo NPN, y de forma análoga en el PNP, pero con los materiales semiconductores inversos. El transistor este compuesto por tres zonas de dopado, como se ve en la figura 5.1

ZONAS DE TRABAJO CORTE. - No circula intensidad por la base, por lo que, la intensidad de colector y emisor también es nula. La tensión entre Colector y emisor es la de la batería. El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto.

SATURACION. - Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector considerable. En este caso el transistor entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado. De esta forma, se puede decir que la tensión de alimentación se encuentra en la carga conectada en el Colector.

ACTIVA. - Actúa como amplificador, Puede dejar pasar más o menos corriente. Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturación se dice que trabaja en conmutación. En definitiva, como si fuera un interruptor. La ganancia de corriente es un parámetro también importante para los transistores ya que relaciona la variación que sufre la corriente de colector para una variación de la corriente de base. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de características, también aparece con la denominación hFE. Se expresa de la siguiente manera:

Los Transistores de pequeña señal pueden disipar un Vatio o menos; los transistores de potencia pueden disipar más de un vatio. Cuando se estudia la hoja de características para cualquiera de estos dos tipos de transistor, se debe comenzar por las limitaciones máximas, ya que son los límites para las corrientes, tensiones y otros valores del transistor. Toman Tomando algún transistor, identifique en el manual del fabricante del NTE o ECG las siguientes especificaciones: VCB Máxima tensión inversa entre el colector y la base. VCEO Tensión colector – emisor con la base abierta. VEB Máxima tensión inversa del emisor a la base. Ic Corriente máxima de Colector PD Máxima limitación de potencia del dispositivo hFE Ganancia de corriente IB Corriente de base

Para el Control de Velocidad de un motor de CD de imanes permanentes Es necesario controlar la tensión que se le aplica ver figura 5.2. Por lo que se utilizará el transistor en la zona activa (Amplificación) para controlar la intensidad de corriente que circule por la armadura. Primero se debe de medir la corriente del motor a tensión plena, al cual se llamará ICmáx. Posteriormente seleccionamos un transistor cuya intensidad de corriente en el colector IC sea al menos el doble de ICmáx y la ganancia (β) sea menor a 200. Una vez seleccionado el transistor se Calcula la IBmáx: Por medio de IBmáx= Icmáx / β, Posteriormente se calcula la resistencia de base mínima RBmin: RBmin = (Vin – VBE) /IBmax Y Finalmente el resistor base máxima donde la IBmáx se decrementa hasta un 10% para reducir la velocidad del motor hasta casi 0RPM y se calcularía: RBmáx= (Vin – VBE) / (IBmáx * 0.1). Entonces tendríamos una resistencia de base fija y un potenciómetro El Resistor Fijo = RBmin El Potenciómetro = RBmáx - RBmin

Figura 5.2 Control Proporcional de un actuador Figura 5.3 Control Proporcional de un Regulando su intensidad de corriente. Actuador regulando su intensidad de Corriente (con protección).

Descripción de la práctica:

El profesor organizara los alumnos en pareja, las cuales armaran los circuitos en forma secuencial permitiendo discutir y obtener conclusiones grupales para cada caso. Material: 1 manual NTE o ECG 1 multímetro 1Diodo semiconductor 1N4007 1 transistor 2N2222 1 transistor BC547 1 transistor TIP31 1 motor de 12DC 1 potenciómetro (Calculado por los alumnos) 1 Resistencia de base (Calculado por los alumnos) 1 Fuente de +12 Vc.c. 1 Fuente de +5 Vc.c 1 Protoboard 10 Cables telefónicos

Procedimiento: El alumno implementara el circuito 1 PASO 1. Medir la Corriente del Motor a plena carga IMOTOR= Icmáx= PASO2. Seleccionar el transistor de acuerdo a la IMOTOR Transistor seleccionado = PASO 3. Medir el Beta o Ganancia del Transistor B=Beta(hfe) o Ganancia del transistor = PASO 4. Calcular la IBmáx de acuerdo a la formula B= IC / IB esto es: IBmáx= Icmáx / B PASO 5. Calcular la Resistencia de base mínima RBMÍN RBmín = ( Vin – VBE ) / IBmáx = PASO 6. PARA CALCULAR EL POT (POTENCIONAMETRO)

RBmáx= (Vin – VBE) / (IBmáx * 0.1) = ENTONCES: POT = RBmáx - RBmín Encontrar valores comerciales de las resistencias RBmín (Fija) y POT

RESULTADOS.