Download transistor bjt como conmutador

INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO “NUEVA ESPERANZA”
U.D. Electrónica Analógica
GUIA DE LABORATORIO Nro. 09
I.- TITULO: EL BJT COMO CONMUTADOR
II.- CAPACIDAD TERMINAL:
III.- Medios y Materiales:









Multitester analógico o digital.
Protoboard
Transistor 2N2222, 2N3904(2)
01 Diodo Led
1 relay de 12 voltios.
1 diodo de 1Amp.
1 LDR
La resistencias que aparecen en los circuitos.
Cables de conexión.
IV.- Procedimiento:
4.1.- RECUERDE que: Un transistor funciona como un interruptor para el circuito conectado al
colector (Rc) si se hace pasar rápidamente de corte a saturación y viceversa. En corte es un
interruptor abierto y en saturación es un interruptor cerrado. Los datos para calcular un circuito de
transistor como interruptor son: el voltaje del circuito que se va a encender y la corriente que
requiere con ese voltaje. El voltaje Vcc se hace igual al voltaje nominal del circuito, y la corriente
corresponde a la corriente Icsat. Se calcula la corriente de saturación mínima, luego la resistencia de
base mínima:
IBSAT min = Icsat / β
RBMax = Von/IBsat min
Donde Von es el voltaje en la resistencia de base para encender el circuito, el circuito debe usar una
RB por lo menos 4 veces menor que RBmax.
Adicionalmente se debe asegurar un voltaje en RB de apagado Voff que haga que el circuito entre en
corte.
4.2.- El siguiente circuito corresponde a un transistor como conmutador. Arme el circuito de la
figura Nro. 1 en el prothoboard y en el simulador. Β= 150
VCC
5V
R1
270
Cierre J2A observe que sucede con el diodo led. Mida el
VCE=………………………… VB=……………………………………………….
LED1
J1A
Key = A
Q1
R2
47k
Abra J2A y cierre J1A, observe que sucede con el diodo LED.
Mida el VCE=………………………………y el VB=…………………………..
2N2222
J2A
Key = A
Figura Nro. 01
1
INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO “NUEVA ESPERANZA”
U.D. Electrónica Analógica
4.3.- El siguiente circuito es un transistor como conmutador para activar un Relay de 12 voltios.
¿Qué función cumple el diodo volante D1? ¿Por qué?
Protege y evita la degradación del transistor, limitando la
tensión en el transistor durante el paso de saturación a
corte, proporcionando a través del diodo un camino para la
circulación de la intensidad inductiva de la carga.
¿Por qué se producen picos de voltaje en la salida del VCE?
Porque las cargas inductivas someten a los transistores a
las condiciones de trabajo más desfavorables dentro de la
zona activa. En el caso de pasar de la zona de saturación a
la zona de corte podría sobrepasar el límite de avalancha
secundaria, con un valor VCE muy superior al de la fuente
Coloque el voltímetro entre colector y emisor cubra la parte fotosensible del LDR Vea que sucede
con el VCE, Anote el valor:
VCE =
Luego descubra la parte fotosensensible del LDR y vuelva a medir el VCE, diga que sucede con este
voltaje. Anote el valor.
VCE=
Explique por qué se produce este efecto en el voltaje VCE, en cada paso diga que sucede con el
Relay, puede colocar un lámpara de 220VAC en los contactos NC del relay y explicar que sucede,
para esta parte pida el asesoramiento del docente.
V.- CONCLUSIONES
Indique ahora en forma detallada que es lo que aprendió luego de haber realizado la presente
práctica. Debe estar en función a cada paso que realizado en la presente práctica y sustentado
con la información bibliográfica que puede consultar.
VI.- TRANSFERENCIA
Construya el siguiente circuito en un prothoboard y preséntelo en la siguiente semana, explicando el
funcionamiento
VII.- Bibliografía consultada
2
INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO “NUEVA ESPERANZA”
U.D. Electrónica Analógica
TRANSISTOR BJT COMO CONMUTADOR
Aplicar los transistores no se limita únicamente a la amplificación de señales. A través de
un diseño adecuado pueden utilizarse como un interruptor para computadora y para
aplicaciones de control. Puede emplearse como un inversor en los circuitos lógicos de
las computadoras.
Observe la figura 4.24 donde el voltaje de salida Vc es opuesto al que se aplicó sobre la
base o a la terminal de entrada. También obsérvese la ausencia de una fuente de dc
conectada al circuito de la base. La única fuente de dc está conectada al colector o lado
de la salida, y para las aplicaciones de computadoras normalmente es igual a la
magnitud del nivel "alto" de la señal aplicada, en este caso 5 V.
Figura 4.24. Transistor inversor.
El diseño ideal para el proceso de inversión requiere que el punto de operación conmute
de corte a la saturación, pero a lo largo de la recta de carga descrita en la figura 4.52.
para estos propósitos se asumirá que Ic = Iceo = 0 mA cuando IB = 0 µA (una excelente
aproximación de acuerdo con las mejoras de las técnicas de fabricación).
Cuando Vi = 5 V, el transistor se encontrará "encendido" y el diseño debe asegurar que
la red está saturada totalmente por un nivel de IB mayor asociado con la curva IB, que
aparece cerca del nivel de saturación. El nivel de saturación para la corriente del
colector y para el circuito está definido por: ICsat = Vcc/ Rc
TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR
Un transistor funciona como un interruptor para el circuito conectado al colector (Rc) si se hace
pasar rápidamente de corte a saturación y viceversa. En corte es un interruptor abierto y en
saturación es un interruptor cerrado. Los datos para calcular un circuito de transistor como
3
INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO “NUEVA ESPERANZA”
U.D. Electrónica Analógica
interruptor son: el voltaje del circuito que se va a encender y la corriente que requiere con ese
voltaje. El voltaje Vcc se hace igual al voltaje nominal del circuito, y la corriente corresponde a la
corriente Icsat. Se calcula la corriente de saturación mínima, luego la resistencia de base
mínima:
IBSAT min = Icsat /
RBMax = Von/IBsat min
Donde Von es el voltaje en la resistencia de base para encender el circuito, el circuito debe usar
una RB por lo menos 4 veces menor que RBmax.
Adicionalmente se debe asegurar un voltaje en RB de apagado Voff que haga que el circuito
entre en corte.
La principal aplicación de transistor como interruptor es en los circuitos e integrados lógicos, allí
se mantienen trabajando los transistores entre corte o en saturación, en otro campo se aplican
para activar y desactivar relés, en este caso como la carga es inductiva (bobina del relé) al pasar
el transistor de saturación a corte se presenta la "patada inductiva" que al ser repetitiva quema
el transistor se debe hacer una protección con un diodo en una aplicación llamada diodo
volante.
4