380893375 transistor-informe-conclusiones-y-recomendaciones

UniversidadNacional de Ingeniería
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 1
ML 837 A
Docente:
Ing. Huamaní HuamaníEdilberto
Integrantes:
ORELLANA SOLIS JOSÉ 20141204F
MARIN QUISPEEDER 20134514C
CHONG LUNA JOSÉ 20151011F
OCHOA RIVAS DIEGO 20142550E
GONZALES CHAVEZ HANS 20151018K
CUYA HUARAJO GERSON 20152119E
Tema:
TRANSISTOR COMO
AMPLIFICADOR
2018-I

1 22 de mayodel 2018
Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de Ingeniería Mecánica
INDICE
EXPERIMENTO. TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR Pág.
OBJETIVOS 02
1. FUNDAMENTO TEÓRICO 03
2. MATERIALES
3. PROCEDIMIENTO
4. DATOS EXPERIMENTALES
5. SIMULACIONES
6. CUESTIONARIO
7. CONCLUSIONES
8. RECOMENDACIONES
9. BIBLIOGRAFÍA
09
10
12
14
20
21
21
22

OBJETIVOS
 Construir y operar un circuito AMPLIFICADOR BÁSICO a transistor. Reconocer
en la práctica la configuración de EMISOR COMÚN.
 Fortalecer el conocimiento, utilidad y función del transistor, su trabajo en DC y
en AC.
 Operar el circuito amplificador básico para determinar el correspondiente punto
de operación del transistor, sus componentes: Corriente de base, corriente de
colector y voltaje entre colector y emisor. Reconocer la ganancia de corriente
del transistor a partir de valores medidos.
 Operar el circuito amplificador básico con pequeña señal, determinar la
ganancia de tensión a partir de valores medios. Reconocer la máxima extrusión
simétrica y las razones por las cuales hay distorsión en la tensión de salida.

1. FUNDAMENTO TEORICO:
El transistor como amplificador
Introducción
La necesidad de amplificar las señales es casi una necesidad constante en la
mayoría de los sistemas electrónicos. En este proceso, los transistores desarrollan
un papel fundamental, pues bajo ciertas condiciones, pueden entregar a una
determinada carga una potencia de señal mayor de la que absorben.
El análisis de un amplificador mediante su asimilación a un cuadrípolo (red de dos
puertas), resulta interesante ya que permite caracterizarlo mediante una serie de
parámetros relativamente simples que nos proporcionan información sobre su
comportamiento.
En los amplificadores, gracias a los transistores se consigue la intensidad de los
sonidos y de las señales en general. El amplificador posee una entrada por donde
se introduce la señal débil y otra por donde se alimenta con C.C. La señal de
salida se ve aumentada gracias a la aportación de esta alimentación, siguiendo las
mismas variaciones de onda que la de entrada.
La señal de entrada, de bajo nivel, del orden de unos pocos milivotios, la aportan
dispositivos como el micrófono (transforman ondas sonoras en señales eléctricas
que siguen las mismas variaciones que las primeras), sensores térmicos,
luminosos, etc.

Cuando un amplificador realiza la función de elevar la señal que ha sido aplicada a
su entrada, se dice que ha producido una determinada ganancia. Se puede decir
que la ganancia de un amplificador es la relación que existe entre el valor de la
señal obtenida a la salida y el de la entrada. Dependiendo de la magnitud eléctrica
que estemos tratando, se pueden observar tres tipos de ganancia: ganancia en
tensión, ganancia en corriente y ganancia en potencia.
De esta forma podemos definir los siguientes parámetros:
1. Ganancia de tensión (normalmente en decibelios): Av = Vo / Vi
2. Impedancia de entrada (ohmnios): Zi = Vi / Ii
3. Impedancia de salida (ohmnios): Zo = Vo / Io (para Vg = 0)
4. Ganancia de corriente (normalmente en decibelios): Ai = Io / Ii
5. Ganancia de potencia (normalmente en decibelios): Ap = Po / Pi
Un amplificador será tanto mejor cuanto mayor sea su ganancia y menor sea
su impedancia de entrada y salida.
En cuanto a la frecuencia, los amplificadores dependen de esta, de forma que lo
que es válido para un margen de frecuencias no tiene porqué serlo
necesariamente para otro. De todas formas, en todo amplificador existe un margen
de frecuencias en el que la ganancia permanece prácticamente constante (banda

de paso del amplificador). El margen dinámico de un amplificador es la mayor
variación simétrica de la señal que es capaz de presentar sin distorsión a la salida;
normalmente expresado en voltios de pico (Vp) o Voltios pico-pico (Vpp).
Ampliación
Para comprender el funcionamiento del transistor como amplificador, se partirá del
circuito de la figura, en el que el transistor se conecta en la configuración
denominada de emisor común.
El generador Veb asegura que la unión base-emisor esté polarizada en sentido
directo. Una batería Vc (Vc>> Vbe) proporciona la tensión de polarización inversa a
la unión del emisor.
El circuito de entrada, en el que se aplicará la señal que se desea amplificar, es el
que contiene a la base y el emisor. El circuito de salida está conectado a las
terminales del colector y del emisor. Rc es la resistencia de carga del circuito de
salida.
A continuación, se calcularán cuáles son los incrementos que se producen en
dichas intensidades si se modifica ligeramente la tensión Web, aplicando una ddp
adicional a la entrada.
En este desarrollo, se admitirá que el incremento de tensión aplicado, es lo
suficientemente pequeño para que las variaciones de intensidad que provoca
estén relacionadas linealmente con él.

Asimismo, se despreciarán los efectos dinámicos producidos por la aplicación de
una diferencia de potencial, aplicada muy lentamente.
a. Variación de la intensidad de salida (-I0).
Como se muestra en la figura siguiente, la corriente de salida es -I0. Dicha
intensidad tiene, tres componentes: Ipb, Ibb e Inc. Ahora bien, en un transistor
polarizado en el modo activo, la corriente Ipb es muy superior a las otras dos
(unas mil veces superior en el ejemplo anterior) por lo que, a efectos de
cálculo de las variaciones en la intensidad del colector, es admisible
suponer que:
Suponiendo que la variación de Veb, incremento de V, es pequeño, la
variación de la corriente de salida es:
... y llamando transconductancia, gm, al factor I0/VT, resulta que:
La transconductancia tiene las dimensiones de una conductancia y su valor
depende de la temperatura y del punto de funcionamiento. A la temperatura
ambiente, gm vale unos 0.04 mΩ por mA de intensidad en el colector.
b. Variación de la intensidad de entrada (-Ib)
La corriente de base, tiene, según hemos expuesto, tres componentes: Ine,
Ibbe Inc. De ellas, tan sólo las dos primeras dependen directamente de la
tensión Veb. Nos limitaremos, por tanto a calcular sus variaciones.
De las ecuaciones anteriores se deduce que:

Por otra parte, el término exponencial puede expresarse en función de la
intensidad del colector:
El incremento de la corriente de base es:
Denominando a todo el término entre corchetes, tendremos que:
El parámetro o cuantifica el efecto que, sobre la corriente de base, produce
un incremento de la tensión Veb. Así al disminuir la barrera de potencial en
la unión emisor-base, se produce un aumento de huecos inyectados desde
el emisor, aumentando la concentración de portadores minoritarios en la
base, lo que conduce a un incremento de la tasa de recombinación. Debido
a ello, Ibb crece.
Por otra parte, la disminución de la barrera de potencial antes citada,
supone un incremento del número de electrones inyectados en el emisor
desde la base, con lo que se produce un aumento de la corriente Ine.
c. Variación de la tensión colector-emisor (Vce).
La tensión colector-emisor es:
Por tanto, si Veb se incrementa, Vce variará como:
La expresión anterior implica que el incremento de la tensión colector-
emisor puede aumentar sin límite, sin más que incrementar suficientemente
la resistencia de carga R0. Tal suposición no es cierta ya que hay que tener
presente que, en el modelo simplificado que se ha desarrollado, no se ha

tenido en cuenta el efecto de la tensión de polarización inversa Vcb sobre la
anchura de la base, W. Valores muy elevados de gmRm suponen una
importante variación de Vcb, lo que modificaría notablemente la anchura W,
no siendo válidas entonces las premisas del modelo utilizado.
d. Ganancias de corriente y de tensión:
Supongamos que, a la entrada del circuito de la siguiente figura, se aplica
una señal alterna de pequeña amplitud, y frecuencia lo suficientemente
pequeña para que puedan ser despreciados los efectos dinámicos que no
han sido tenidos en cuenta en el modelo anterior.
En estas condiciones, por el circuito de entrada circulará una corriente
alterna -Ib-AIb. Es decir, sobre la corriente -Ib que existía para un incremento
de tensión 0, se superpone una corriente alterna de amplitud incremento de
la intensidad de base.
De forma análoga, en el circuito de salida aparecerá una corriente alterna
de amplitud igual al incremento de la intensidad de colector, superpuesta a -
Ic(corriente de colector para un incremento de tensión 0).
Se define ganancia en intensidad como:
Obsérvese que, al ser no mucho menor que 1, la ganancia de intensidad
puede tomar valores muy elevados.
De forma análoga, se defina la ganancia de tensión como:
En definitiva, la señal de entrada, se ve amplificada tanto en intensidad
como en tensión.

2. MATERIALES:
- 01 Fuente de PoderDC
- 01 MultímetroDigital
- 01 Osciloscopio
- 01 Generadorde señalesy/oTransformadorde 220V : 12V
- 01 TransistorNPN 2N 3904
- 01 Juegode tres(3) Resistoresde ½Wcada uno:
- 1MΩ ; 10KΩ ; 1KΩ ; 3.3KΩ ; 2.2KΩ ; 330Ω
- 01 Juegode tres(2) Condensadoresde 25V cada uno:
- 22µF ; 100µF
- 03 Protoboard
- 01 Juegode 4 cablesconpunta de cocodrilo
- 01 Juegode 16 cablesde conexionesparaprotoboard
- 01 Alicate de puntaplana

3. PROCEDIMIENTO
ANALISIS EN DC – PUNTO DE OPERACION
1. Arme el circuito que se muestra a continuación.
2. Ubique el transistor en zona activa. Para eso manipular el potenciómetro.
3. Use el multímetro como Ohmimetro y halle valores reales de resistores y
potenciómetros y luego hallar los voltajes:
R1=______ R2=_____ R3=_____
VR1=______ VR2=_____
4. Halle la corriente de Base (Ib) y la corriente de Colector (Ic):
5. Luego hallese el valor de hfe, por calculo (hfe=Ic/Ib) y directamente
(usando el multímetro).
Hfe (calculado)=_______ hfe (Medido)=_______
6. Con todo lo observado y hallado, dibuje la recta de carga correspondiente.
7. Construya ahora el siguiente circuito:

8. Variando el potenciómetro ubique Vce=1/2Vcc. Proceda a realizar las
siguientes mediciones y llene lo que se pide a continuación:
Vce (medido) hfe=Ic/Ib
Vbe (medido) Zona:
Ic (calculado): Vrc/Rc hfe (medido)
Ie (calculado): Vrr/Re hfe (guía)
Ib (calculado): Ie-Ic hie (guía)
ANALISIS EN AC – GANANCIA DE TENSION
1. Arme el circuito siguiente:

2. Trabaje con Vi=10mV (1KHz) aumentando su amplitud hasta obtener
(en la pantalla del osciloscopio) un Vo máximo sin distorsión.
3. Con los valores obtenidos de Vi y Vo proceda a calcular el valor de la
ganancia lineal y la ganancia en decibelios del amplificador.
4. Desconecte por un momento el generador de señales, luego ajuste el
potenciómetro hasta obtener un Vce=2.5V.
5. Trabaje con Vi =10mV (1KHz). Aumentando su amplitud hasta obtener
un Vo máximo sin distorsión.
4. DATOS EXPERIMENTALES
Circuito 1:
R1=999.89 KΩ R2=998 Ω P=1.17 KΩ
VR1=8.57 V VR2=2.18 V
Ib=8.57 uA Ic=2.19 mA
hfe (calculado)=262.15 hfe (Medido)=269.2
Circuito 2:
Vce (medido)
4.59 V Ib (calculado): Ie-Ic 6.79 uA
Vbe (medido)
0.69 V hfe=Ic/Ib 245.95
Ic (calculado):
Vrc/Rc
1.67 mA hfe (medido) 258
Ie (calculado):
Vrr/Re
1.676 mA hfe (guía) 250

Circuito 3:
Vce (medido)
4.59 V Ib (calculado): Ie-Ic 6.71 uA
Vbe (medido)
0.68 V hfe=Ic/Ib 245.902
Ic (calculado):
Vrc/Rc
1.65 mA hfe (medido) 257
Ie (calculado):
Vrr/Re
1.656 mA hfe (guía) 250
Vi
10mV Vo 512 mV

5. SIMULACIONES
CIRCUITO 1
𝐼𝑏 = 0.00831 𝑚𝐴 𝐼𝑐 = 2.14 𝑚𝐴 𝐼𝑒 = 2.15 𝑚𝐴
𝑉𝑏𝑒 = 0.69 𝑉 𝑉𝑐𝑒 = 4.36 𝑉
𝛽 = 257.5

CIRCUITO 2
𝐼𝑏 = 0.00661𝑚𝐴 𝐼𝑐 = 1.72 𝑚𝐴 𝐼𝑒 = 1.73 𝑚𝐴
𝑉𝑏𝑒 = 0.69 𝑉 𝑉𝑐𝑒 = 4.48 𝑉
𝛽 = 261.7

CIRCUITO 3
Análisis DC
𝐼𝑏 = 0.00661𝑚𝐴 𝐼𝑐 = 1.72 𝑚𝐴 𝐼𝑒 = 1.73 𝑚𝐴
𝑉𝑏𝑒 = 0.69 𝑉 𝑉𝑐𝑒 = 4.48 𝑉
𝛽 = 261.7

Análisis AC
𝑉𝑖 = 10 𝑚𝑉 𝑉𝑜 = 492 𝑚𝑉
𝐴 =
𝑉𝑜
𝑉𝑖
=
492
10
= 49.2

Osciloscopio
Línea Amarilla->Vi
Línea Azul -> Vo
𝑉𝑖 = 10 𝑚𝑉 𝑉𝑜 = 492 𝑚𝑉
𝐴 =
𝑉𝑜
𝑉𝑖
=
492
10
= 49.2

6. CUESTIONARIO
1. ¿Diga cuáles serían las causas para la distorsión en la salida?
Debido a la ubicación del punto de operación en la gráfica Ic vs Vce, si
la ganancia hace que la amplitud de la curva sobrepase los límites de
0.7 V o Vce entonces habrá una distorsión.
Pero para la experiencia se trabajó para que se pueda obtener la
máxima excrusion simétrica, siendo el punto de operación casi
Vce=Vcc/2.
2. Diferencia de resultados entre los cálculos teóricos (valores
nominales de las resistencia y los resultados obtenidos en la
ganancia de tensión)
Resultados del Circuito 1 (Analisis DC)
Experimental Nominal %Error
Vce 4.42 V 4.36 V 1.37
Ib 8.57 uA 8.31 uA 3.12
Ic 2.19 mA 2.14 mA 2.33
Ie 2.20 mA 2.15 mA 3.23
Resultados del Circuito 2 (Analisis DC)
Vce 4.59 V 4.48 V 2.45
Ib 6.79 uA 6.61 uA 2.72
Ic 1.67 mA 1.72 mA 2.90
Ie 1.676 mA 1.73 mA 2.82
Resultados del Circuito 3 (Analisis DC y AC)
Vce 4.59 V 4.48 V 2.45
Ib 6.71 uA 6.61 uA 1.52
Ic 1.65 mA 1.72 mA 3.89
Ie 1.656 mA 1.73 mA 3.94
A 51.2 49.2 3.66

3. Qué pasaría con A si se cambia RL por uno de mayor valor, por uno
de 3,3 Kohm
Sabemos por teoría en clase, que para el circuito 3, la fórmula para la
ganancia es :
𝑨 =
𝑽𝒐
𝑽𝒊
= −
𝒉𝒇𝒆
𝒉𝒊𝒆
( 𝑹𝒄 || 𝑹𝑳)
Por lo que al modificar RL de 2,2 Kohm a 3,3 Kohm afectará directamente a
la ganancia del amplificador.
𝑉𝑖 = 10 𝑚𝑉 𝑉𝑜 = 492 𝑚𝑉
𝐴 =
𝑉𝑜
𝑉𝑖
=
492
10
= 49.2

7. Conclusiones:
 Transistor no acumula carga eso quiere decir que casi toda la
corriente pasa del colector al emisor.
 Se cumple la teoría del diseño y operación de los circuitos con
transistores.
 La corriente de base es casi mínima hasta tal punto de ser
despreciable por ende quiere decir que está actuando en zona
activa
 La ganancia de tensión es de 51.2
 Los resultados experimentales con relación a los nominales solo
presenta un error menores de 4%.
8. Recomendaciones:
 Verificar que todos los conectores estén en buen estado.
 Tener en cuenta las especificaciones del transistor que se está
utilizando, para un buen desempeño en las experiencias, y además
tener en cuenta la correcta polarización.
 Tomar los valores reales de todos los dispositivos o elementos para
tener en cuenta las variaciones que se puedan presentar frente a
una posterior simulación con valores ideales.

9. Bibliografía:

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