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Electrónica Analógica
Transistores
Práctica 5
APELLIDOS:..............................................................................................NOMBRE:.................................
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EJERCICIO 1:
VC
VB
VE
•
Calcular de forma teórica el valor de todas las tensiones y corrientes del circuito suponiendo el
transistor en la zona activa (VBE=0,7v) y despreciando la corriente de base.
VB = 2,2 V
VC = 6,98 V
VE = 5,02 V
VCE = 5,46 V
VCB = 4,76 V
(tensión de colector
mayor que la base)
IC = 1,52 mA
•
Comprobar la zona de funcionamiento en la que se encuentra trabajando el transistor.
El transistor se encuentra trabajando en la zona activa, es decir, funciona como amplificador.
La unión base-emisor está polarizada directamente y la unión base-colector inversamente.
Además existe una tensión superior a la de saturación a través del transistor (C-E), habiendo corriente.
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Electrónica Analógica
•
Transistores
Práctica 5
Montar el circuito en el simulador y emplear los voltímetros y amperímetros que se consideren
necesarios para comprobar los valores calculados de forma teórica.
VB =
1,48 V
7.121 V
IC
1,488 mA
•
VC =
=
VE =
2,162 V
IE
=
1,479 mA
VCE =
5,63 V
IB
VCB =
4,959
=
9,77 uA
Comprobar como se ve afectado el circuito de polarización por la resistencia de 3,3 k
sustituyendo ésta por un potenciómetro de 10k y completando la siguiente tabla.
R
IC
VCE
VC
Tensión en el potenciometro (R)
5%
1,485 mA 9,762 V
11,256 V 0,744 V
20%
1,481 mA 7,542 V
9,032
2,968 V
40%
1,477 mA 4,606 V
6,092 V
5,908 V
60%
1,471 mA 1,69 V
3,172 V
8,828 V
80%
1,318 mA 0,116 V
1,466 V
10,534 V
1,232 V
10,768 V
100% 1,078mA
0,088 V
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Transistores
Práctica 5
Consecuencias:
La tensión de colector disminuye a medida que crece la resistencia, la intensidad en el colector no
depende apenas del potenciómetro, hasta que el transistor entra en saturación. El transistor se satura
cuando la tensión de colector emisor es menor que la tensión de unión (aproximadamente 0,7 V). En ese
momento el circuito se comporta como un divisor de tensión con un transistor saturado en medio.
La tensión colector emisor depende ahora de las resistencias de colector, de emisor y las de polarización
de la base.
•
Comprobar como se ve afectado el circuito de polarización por la resistencia de 7,5k
sustituyendo ésta por un potenciómetro de 10k y completando la siguiente tabla.
R
IB
VBE
IC
VC
VCE
5%
-1,166 uA
0,178 V
1,776 uA
11,99 V
11,989 V
10%
-1.055 uA
0,353 V
1,776 uA
11,99 V
11,989 V
15%
-0,990 uA
0,518 V
7,105 uA
11,977 V
11,972 V
30%
1,887 uA
0,635 V
0,357 mA
10,82 V
10,462 V
50%
5,551 uA
0,66 V
0,889 mA
9,066 V
8,172 V
70%
8,882 uA
0,672 V
1,367 mA
7,489 V
6,114 V
100%
0,013 mA
0,683 V
1,993 mA
3,421 V
5,427 V
Consecuencias
Al usar el potenciómetro con valores de resistencia muy bajos, la unión base-emisor no se polariza
suficientemente y el transistor permanece en corte. Hacia el 30% la base se polariza y la tensión de
emisor se mueve con la tensión de base (manteniendo unos 0,63 a 0.68 V de diferencia) y determina la
intensidad de emisor, aproximadamente igual a la intensidad de colector; de esta forma se determina
también la tensión de colector.
•
Modificar el circuito como se indica a continuación comprobando mediante la ayuda del
osciloscopio el funcionamiento de éste y determinar la ganancia del circuito.
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•
Transistores
Práctica 5
Estimar y comprobar como se ve afectado el circuito al modificar la resistencia de 3,3k
A = 111,3 sabiendo que la tensión de
VO1
salida es de 1.113 V o 111,7 medido a
través del osciloscopio.
EJERCICIO 2
•
Analizar el funcionamiento del circuito de la figura, indicando el estado del transistor cuando la
lámpara se encuentra encendida y cuando se encuentra apagada.
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•
Transistores
Práctica 5
Describir el funcionamiento del circuito
Cuando el conmutador conecta la base (a través de la resistencia de 10 kΩ) a -12V, la base se polariza
inversamente y el transistor queda en corte, de modo que no circula corriente por la bobina del relé.
Si conectamos la base a +12V, la base se polariza directamente y circulan por la base 1,13 mA hacia el
emisor; dependiendo de la resistencia (para continua) de la bobina del relé y de la ganancia de corriente
del transistor, éste se saturará (por ejemplo, para β=100 y Rr>240Ω), accionando el relé.
Cuando el contacto del relé está cerrado (suponemos que lo está cuando el relé está excitado) la fuente
de tensión (220 V, 60 Hz) se conecta a una lámpara de 10 W, 12 V, en serie con una resistencia de 0,5
kΩ; la lámpara presenta una impedancia de unos 14,4Ω, que construye un divisor de tensión con la
resistencia, quedando una caída de tensión en la lámpara de unos 6 V, haciendo que luzca débilmente.
EJERCICIO 3
DETERMINACIÓN DE LA CARACTERISTICA ID = f(VDS)
•
Montar el circuito de la figura anterior, en el que los datos del transistor son β =0.001 y VTO =-4.
1. Ajustar la tensión VGS a 0V. Variar la tensión de la fuente Vdd entre 0 y 14V y anotar los
valores de la corriente de drenador y de la tensión drenador-fuente, que indican el voltimetro y
el amperímetro rellenando así la siguiente tabla.
VGS= 0V:
VDD
0
VDS (v)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0.21 0,42 0,65 0,88 1,13 1,40 1,68 1,99 2,33 2,72 3,19 3,82 4,73 5,66
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ID (mA)
0
Transistores
1,59 3,16 4,71 6,24 7,74 9,21
Práctica 5
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13
15
16
16
17
17
7
8
9
10
11
12
13
14
VGS=-1V:
VDD
0
1
2
3
4
5
6
VDS (v)
0
0,26 0,54 0,84 1,17 1,54 1,98 2,54 3,39 4,35 5,31 6,28 7,24 8,20 9,16
ID (mA)
0
1,48 2,92 4,32 5,66 6,91 8,04 8,92 9,22 9,30 9,37 9,45 9,53 9,60 9,68
VGS=-2V:
VDD
0
VDS (v)
0
ID (mA)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0,35 0,76 1,26
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0
1,3
2,4
3,5
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
VDD
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
VDS (v)
0
0,5
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
9,5
ID (mA)
0
0,8
1
1
1
1
1
1
1
1
1
VGS=-3V:
10,5 11,5 12,5 13,4
1
1
1
2. Con los valores obtenidos anteriormente, representar gráficamente la característica ID = f(VDS)
del JFET, para los distintos valores de VGS.
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Transistores
Práctica 5
3. Determinar a partir de la gráfica resultante, los valores de IDS y Vp.
Ids es la corriente de drenador en saturación para Vgs igual a cero. En nuestro circuito seria 16 mA
Vp es la tensión de saturación o estrangulamiento y el valor de Vgs que hace que la corriente Id sea
prácticamente nula.
4. Calcular, para los distintos valores de VGS, el valor óhmico del transistor cuando trabaja en la
zona lineal.
En la zona lineal R=Vds/Ids= 0,35/1.3 = 0.27 K
La resistencia irá aumentando a medida que el valor de Vgs va disminuyendo. Cuanto más estrangulado
esté el canal, mayor resistencia tendrá.
DETERMINACIÓN DE LA CARACTERISTICA ID = f(VGS)
En el mismo circuito de antes fijar la tensión VDS a 6V (para lo cual se mantendrá en 6V la tensión
Vdd y se cortocircuitará la resistencia de drenador).
1. Variar la tensión VGS y rellenar la siguiente tabla.
VGS (v)
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5
-3
-3.5
-4
ID (mA)
17
13
9,43
6,55
4,20
2,37
1,05
0,26
0
2. Con los valores obtenidos anteriormente, representar gráficamente la característica ID = f(VGS)
del JFET, para el valor VDS = 6V.
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Práctica 5
EJERCICIO 4
•
Sabiendo que el generador de funciones está introduciendo en el amplificador una tensión
cuadrada de 1 Hz y 10 voltios de amplitud, y que los dos transistores son los especificados en
el circuito.
-
-
Hacer un estudio detallado del funcionamiento del
circuito.
Completar la gráfica adjunta con la forma de onda de las
tensiones en la carga y el estado en cada momento de
cada uno de los transistores.
Calcular el punto estático de funcionamiento de ambos
transistores si VGS=4v
La tensión de entrada bascula entre +10 V y -10 V cada 500 ms. Durante el tiempo que se
presenta la tensión positiva, ésta polariza la puerta del transistor ZVN2106, haciendo que
conduzca, lo que conecta el positivo de la batería a masa y, por tanto, el extremo izquierdo de la
resistencia de carga; consideramos que la tensión sobre ella es -100 V, ya que la puerta del
segundo transistor (ZVP2106) se encuentra conectada a masa a través del diodo, polarizado
directamente y, por ello, en conducción, lo que bloquea a dicho transistor.
Durante el medio segundo posterior, la situación cambia simétricamente, bloqueándose el
primer transistor (ZVN2106) y pasando a conducir el segundo (ZVP2106), lo que conecta a +100 V
el extremo derecho de la resistencia de carga; consideramos que en esta ocasión la tensión sobre
esta resistencia es de +100 V.
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Práctica 5
El circuito conmuta la tensión de las baterías sobre la resistencia de carga, al ritmo de la
onda cuadrada de la entrada, atacándola con sentido inverso al de la señal de entrada.
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