1. TRANSISTOR MARGARITA ROSA CUADRADO MONROY COD 1047395827 EDICSSON FERNANDO REYES COD 1118537019 FERNANDO MENDIETA COD 8903127345 ING.JULIO CESAR OSPINO ELECTRÓNICA II UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE INGENERÍAS Y ARQUITECTURA INGENERÍA ELECTRÓNICA PAMPLONA 2009 OBJETIVOS Analizar las características de funcionamiento de transistor TIP41c Tener en cuenta la características básicas del transistor el cual en nuestro caso es el TIP41c Aprender a medir las ganancias de voltaje y de corriente del circuito. Poner en práctica los conceptos vistos, para que el transistor funcione correctamente. MARCO TEÓRICO Un transistor (la contracción de transfer resistor, transferencia de resistencia) es un dispositivo semiconductor con tres terminales utilizado como amplificador e interruptor en el que una pequeña corriente o tensión aplicada a uno de los terminales controla o modula la corriente entre los otros dos terminales. Es el componente fundamental de la moderna electrónica, tanto digital como analógica. En los circuitos digitales se usan como interruptores, y disposiciones especiales de transistores configuran las puertas lógicas, memorias RAM y otros dispositivos; en los circuitos analógicos se usan principalmente como amplificadores [1]. Condiciones de funcionamiento Las condiciones normales de funcionamiento de un transistor NPN se dan cuando el diodo B-E se encuentra polarizado en directa y el diodo B-C se encuentra polarizado en inversa. En esta situación gran parte de los electrones que fluyen del emisor a la base consiguen atravesar ésta, debido a su poco grosor y débil dopado, y llegar al colector. El transistor posee tres zonas de funcionamiento: Zona de saturación: El diodo colector está polarizado directamente y es transistor se comporta como una pequeña resistencia. En esta zona un aumento adicionar de la corriente de base no provoca un aumento de la corriente de colector, ésta depende exclusivamente de la tensión entre emisor y colector. El transistor se asemeja en su circuito emisor-colector a un interruptor cerrado. Zona activa: En este intervalo el transistor se comporta como una fuente de corriente, determinada por la corriente de base. A pequeños aumentos de la corriente de base corresponden grandes aumentos de la corriente de colector, de forma casi independiente de la tensión entre emisor y colector. Para trabajar en esta zona el diodo B-E ha de estar polarizado en directa, mientras que el diodo B-C, ha de estar polarizado en inversa. Zona de corte: El hecho de hacer nula la corriente de base, es equivalente a mantener el circuito base emisor abierto, en estas circunstancias la corriente de colector es prácticamente nula y por ello se puede considerar el transistor en su circuito C-E como un interruptor abierto. Los transistores se usan en su zona activa cuando se emplean como amplificadores de señales. Las zonas de corte y saturación son útiles en circuitos digitales [2]. Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control. Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas. Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente
transistores
, televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color... Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían. Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran: Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación) Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia) Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM) [3]. PREDISEÑO ANÁLISIS DE RESULTADOS Para realizar el diseño de este amplificador nos basamos en ciertos parámetros que dio el profesor para que nos permitieran estimar los diferentes valores para los componentes que fueron parte de este montaje. CALCULO DE DATOS LOS DATOS TOMADOS EN DC VceVbeVbcIbIcIe6.22V0.64V-5.62V71.5µA2.88mA2.95mA PARÁMETROS A TENER ENCUENTA PARA EL DISEÑO Vcc=15vVBE=0.7v V0Vs= 8 ICQ= 3mA VCEQ= 6V VE= 4V βDC = 30 = βAC hOE=0 Vspmax=0,75V VBE=0,7V RL=8.2K TEÓRICO ANÁLISIS ESTIMADO EN DC C5, C0, y CE circuito abiertos IC=βIB → IB = ICβ = 3*10-3A30 = 100uA IE= (β + 1) IB = (30 + 1)(100*10-6A) = 3.1mA LEY DE OHMN V=IR= RE= VERE = 4V3.1mA RE =1,29KΩ Malla II -Vcc+IcRc+VCE+IERE= 0 ICRC= Vcc -VCE - IERE RC= Vcc-VCE-IEREIC = 15V-6V-3.1mA1.29V3mA=1.66kΩ RC=1.66kΩ VB E= VB +V E VB = VB E+ V E= 0,7+4V VB=4,77V R2 ≤ 110 βR2 R2 ≤ 110 301,29KΩ R2 ≤ 3,87KΩ DIV VB =R2VccR1+R2 VBR1+R2 = R2Vcc VB R1+ VB R2=R2Vcc VB R1=R2Vcc-R2Vb R1=R2VCC-R2VBVB=3,87K15V-4,7V4,7V R1=8,48K ANÁLISIS ESTIMADO EN AC VALOR PRÁCTICOVce11.05VVe5.2VIb20.28uAIc3.75mAβAC28.99 VT=8,6x 10-5 VK K=180 +273=291 rπ=βAc*VTICQ=30250.26mV3mA=250.26Ω rπ=250,26 Ω r0= ∞ ABIERTO r0=1hoe=10 = ∞ VoVs=-βRc+RLrπ+β+1RE1 =-301.66k ⃦8,2k 250.26Ω+31RE1 8=-51.75Ω-250.26Ω31+RE1 RE1= 109.00Ω RE=RE1+RE2 RE2=RE+RE1 RE2=1.29 Ω-175Ω= 1.11k RE2= 1.11k Ω Ri=RB ║rπ+RE1 RB=RTh=2,6572k rπ=(β+1)RE1=5,67k Ri= 2.657k(5.67k)2.65k+(5,67k) Ri=1,809k R0 =V0I0Vs=0v I0=Irc R0=ioRci0=1,666k R0=1,666k Calculo de capacitores Req= Rs+[(R1+R2)║[rπ+β+1RE1] [rπ+β+1RE1]=5.6k R1║R2= 2,6572k Rs=50 Ω Entonces Req= 5,67k*2,67k5,67k+2,67k+50Ω=1,8k+50Ω=1,85k 1Hz (2π185k)=1 CS Fcs=12π(Req)cs=1cs=86μF≅100μF Fcs=100μF Cs=86µF ≅100 µF Fco=12πReq2C0 Req2=Rc + RL Req2=9,86k 1Hz(9,86k)(2π)=1C0 C0=16.14 µF C0=20µF Fce=12πReq Req3=RE1+R2ǁ R1/β)ǁ RE2 Req3=175k+88,6k ǁ RE2= 212.98Ω 17Hz (2π212,98k) =1Ce=ce=43.95µF≅50μF ce=50µF LISTA DE MATERIALES NoMATERIALESCARACTERISTICAS 1transistortip41c1fuente dcResistencias1Protoboard1osciloscopio1generador de señalescapacitoresvarios1tester CONCLUSIONES Para realizar el diseño propio del amplificador fue importante hacer énfasis en verificar que este trabaje en la región activa, también hay que tener en cuenta las especificaciones o características del fabricante de tal manera que el diseño fije los parámetros acordados por el profesor. Además el transistor TIP41C es un amplificador de potencia Se investigo el transistor TIP41C entendiéndolo como un BJT de tipo NPN con ganancia de 30, si estos datos no son correctos la estimación teórica de dc no se lograría. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1]http://enciclopedia.us.es/index.php/Transistor#Transistores_bipolares [2] Curso de Electrónica Básica. Universidad del País Vasco. [3]http://www.planetaelectronico.com/cursillo/tema2/tema2.6.html BIBLIOGRAFÍA http://enciclopedia.us.es/index.php/Transistor#Transistores_bipolares Curso de Electrónica Básica. Universidad del País Vasco. http://www.planetaelectronico.com/cursillo/tema2/tema2.6.html