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UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
ELECTROMAGNETISMO
ESTADO SÓLIDO II
Estudio del funcionamiento del transistor bipolar como elemento digital.
Profesores:
 Carlos Vallhonrat
 Fabián Montefinal
Comisión: 5° A
Integrantes:
Sebastián Villareal
Sebastián Vumbaca
Rodrigo Ferrare
Cristian Ojeda
Germán Mauro
Sede: Centro
Turno: Mañana
TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO
Estudio del funcionamiento del transistor bipolar como elemento digital.
Objetivos
Efectuar el estudio del funcionamiento de un transistor bipolar como elemento digital, mediante la
obtención de la recta de carga del circuito estudiado y la identificación de las zonas de saturación y
de corte.
Introducción teórica
El transistor bipolar es un dispositivo compuesto básicamente por tres capas de materiales
semiconductores extrínsecos, que dan lugar a dos junturas. Existen dos tipos de transistores de
acuerdo a la disposición de las capas semiconductoras: NPN y PNP. El transistor presenta tres
terminales de conexión, uno por cada capa, que se denominan: base, colector y emisor. La base tiene
conductividad contraria a la de los otros terminales y es la encargada de realizar el control de la
corriente que atraviesa por el colector y emisor.
El transitor presenta tres modos de funcionamiento: Saturación: es el estado en que el transitor
funciona como un interruptor cerrado (Vce ~ nula, Ic máxima); Corte: es el estado contrario al
anterior en el cual el transistor funciona como un interruptor abierto (Vce máxima, Ic ~ nula);
Amplificación: es el estado en el cual el transistor permite, a través de pequeñas señales (corriente de
base – Ib), manejar corrientes mucho mayores (del orden de cien veces) en la rama colector-emisor.
Elementos necesarios
Multímetro (3), Protoboard.
Fuente de corriente continua (2).
Resistencias: Rc = 390 , Rb = 10 K.
Transistor BD137.
Desarrollo de la experiencia
Parte a) Verificación e identificación de los terminales de un transistor
1. Con el multímetro en la escala de resistencia eléctrica verificar la polaridad de las puntas del
multímetro.
2. Muchos multímetros digitales permiten medir la ganancia de corriente () de los transistores en
una posición generalmente identificada como hfe. Sólo cuando base, colector y emisor del
transistor están correctamente ubicados puede leerse el valor correspondiente.
Parte b) Determinación de la recta de carga del circuito.
1. Armar el circuito de la figura, utilizando dos fuentes de tensión, Vbb y Vcc, y tres multímetros,
dos como miliamperímetros, Ib e Ic, y uno como voltímetro Vce.
2. Ajustar Vcc =10 V y Vbb = 0 V. Comenzar a variar Vbb hasta conseguir sucesivamente los valores
indicados en la tabla, anotando las lecturas correspondientes de Ic, Ib y Vce.
3. Calcular el valor de la ganancia de corriente =Ic/Ib.
4. Completar la tabla con los valores medidos ( Vce, Ic, Ib ) y los valores calculados (  ).
5. Representar la curva Ic vs Vce, recta de carga del circuito ensayado.
Cuestionario


Identificar en la curva representada en 5., la zona de saturación y la zona de corte.
Si tomamos como entrada a Vbb y como salida a Vce; explicar qué función lógica resulta y dar su
tabla de verdad. Explicar qué consideraciones debieran tenerse respecto de las tensiones de
entrada y de salida para que el circuito funcione según la tabla de verdad realizada.
Síntesis
En el presente trabajo práctico se realiza el estudio del funcionamiento de un
transistor bipolar como elemento digital, así como también la identificación de su zona de
corte, actividad y saturación.
Introducción
Esta experiencia se lleva a cabo armando, analizando y realizando las mediciones
pertinentes en el circuito de la figura.
Desarrollo
Basados en el circuito de la figura anterior se llevaron a cabo las mediciones
propuestas, confeccionando así la siguiente tabla de valores donde se denotan las
corrientes y caídas de tensiones relevantes.
Los elementos utilizados en el protoboard para realizar la experiencia fueron los
siguientes:
Tipo de elemento Valor
Rb
21k
Rc
220

444
Los valores obtenidos fueron los siguientes:
Vbb (V)
Ib (mA)

Ic (mA)
Vce (V)
0
0
0,02
0
20
0,5
0,0001
0,07
700
20
1
0,018
9,9
550
16,8
1,5
0,04
21,6
540
12,1
2
0,06
30,6
510
8,1
2,5
0,082
38,8 473,170732
4,6
3
0,104
45,3 435,576923
2,6
3,5
0,124
47,7 384,677419
1,6
4
0,149
48,5 325,503356
1,3
4,5
0,17
48,9 287,647059
1,2
5
0,195
49,3 252,820513
1
5,5
0,216
49,6
229,62963
0,9
6
0,238
49,8 209,243697
0,8
6,5
0,261
50 191,570881
0,7
Ic Vs Vce
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10
15
20
-10
En el gráfico de intensidad de corriente de colector en relación con la tensión entre el
colector y el emisor podemos interpretar lo siguiente:


La zona de corte se encuentra a la derecha de la gráfica en donde la
intensidad de corriente del colector tiende a 0. Cuando esto ocurre el
transistor no está permitiendo la circulación de corriente a través del colector y
el emisor, y la tensión de Vcc cae entre el colector y el emisor.
La zona de saturación se encuentra a la izquierda de la grafica en donde la
tensión entre el colector y el emisor (Vce) tiende a 0 (cero). Esto indica que la
intensidad de corriente está llegando a sus valores máximos.
25
Conclusión


Todos los valores de tensión que están entre 0 y 0,9 V corresponden a un 0 lógico.
Todos los valores de tensión que están entre 5,5 y 20 V corresponden a un 1 lógico.
Con lo cual la tabla de verdad quedará configurada de la siguiente manera:
Vbb
Vce
0
1
1
0
De la tabla de verdad podemos deducir que el circuito funciona como una compuerta NOT o
inversora.
Básicamente una compuerta NOT es una compuerta digital que implementa la negación lógica de las
entradas, es decir, cuando su entra un 0 (cero), sale 1, y cuando entra un 1, sale un 0.
Cabe aclarar que para que el circuito experimentado tenga los resultados obtenidos, como se
mencionó anteriormente es necesario que el transistor esté en los estados de corte y saturación.
Estos estados se dan cuando Vcc sea igual (o muy próximo) a Vce, que es el estado de saturación, y
cuando Ic = Vcc/Rc es el estado de corte, otra forma de ver si el transistor está en estado de corte es
que Ib sea igual a 0.