Circuito Polarización BJT

Universidad Tecnológica Israel
Facultad de Electrónica - Laboratorio de Electrónica I
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Nombre de la institución: Universidad Tecnológica Israel
Departamento: Facultad de Electrónica
Curso: 6ª
Fecha de realización de la práctica: Quito, 19 de enero de 2017
Profesor: Mg. Fidel Parra
Número de la Práctica: 11
Tema: Polarización de DC para BJTs
Título de la Práctica: Circuito de Polarización con Retroalimentación de Voltaje
(Emisor común).
Integrantes de la Práctica:
· Christian Ormaza.
· Eloy Almeida.
· Israel Chalá
· José Bracho
· Milton Toaquiza.
RESUMEN:
En esta práctica se montó un circuito típico de transistores bipolares de polarización de
DC para BJTs, En el cual, las señales de entrada son amplificadas a la salida y, por
consiguiente, hay un aporte de energía realizado a través de fuentes de tensión externas
llamadas tambien fuentes de alimentación o fuentes de polarización.
Las fuentes de alimentación cumplen con dos objetivos:
proporcionar las corrientes y tensiones en continua necesarias para que el transistor
trabaje en la región lineal y suministre energía al transistor de la que una parte de esta
será transformada en potencia (amplificación).
Los valores pertenecientes a las corrientes y tensiones en continua en los terminales de un
transistor se denomina como punto de trabajo y se lo expresa por la letra Q (Quiescent
operating point). El transistor es considerado una fuente de corriente dependiente de la
corriente de base, es asi que, podemos concluir que la malla de base es la que polariza al
transistor para conseguir ciertas características de corriente y voltaje en la malla de
salida, que es donde se obtiene la amplificación. que permitió operar el transistor bipolar
en la región lineal, dicho transistor tiene ciertas características eléctricas lineales que
son utilizadas para la amplificación

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1. OBJETIVOS
1.1. GENERAL
Analizar el circuito de polarización fija con retroalimentación en emisor común
para que un transistor trabaje en modo amplificador.
1.2. ESPECÍFICOS
Comparar datos y verificar su comportamiento como amplificador.
2. MARCO TEÓRICO

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Análisis aproximado
Así despreciamos IB:
EJEMPLO: Aplicamos valores numéricos a lo que hemos hecho.
Vemos si la aproximación es buena: se tiene que
cumplir:
Tiene que funcionar bien para los tres valores del catálogo.

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CATÁLOGO:
Para comprobarlo vamos a ver la recta de carga de continua (la de alterna se verá más
adelante).
¿Qué curva de IB pasa por ese punto Q?
Si cambiamos el transistor, Q es el mismo, pero varía la IB. No cambia la recta de carga ni
el punto Q, lo que cambia es la IB, se "Auto adapta". El punto Q es muy estable,
prácticamente no cambia de sitio, para hacer los cálculos no hemos usado la b, solo para la
IB.
Polarización por divisor de tensión
Análisis aproximado

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Este tema es una continuación del anterior, por ello primeramente vamos a hacer un breve
resumen de lo visto anteriormente para situarnos mejor en el tema.
Hasta ahora hemos visto estos circuitos:
 Circuito de polarización de base (resistencia en la base).
 Circuito de polarización de emisor (resistencia en emisor).
En este tema analizaremos este último circuito más que ningún otro.
Las pilas normalmente suelen ser fuentes de alimentación.
Pero es muy caro poner 2 fuentes de alimentación por eso se suele modificarse el circuito
de tal forma que solo se usa una fuente de alimentación.
Como se ha dicho ahora nos ahorraremos una fuente de alimentación.

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Ahora se mueve lo de la izquierda hacia arriba y como tenemos 10 V en los dos lados se
pueden unir:
Y así nos hemos ahorrado una fuente de alimentación, este es el "Circuito de polarización
por división de tensión".

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COLECTOR COMÚN
Otro tipo de configuración básica de un transistor es la de colector común. A esta
configuración se la suele llamar seguidor de emisor. Con este tipo de circuitos no vamos a
conseguir una amplificación de tensión, pero son muy buenos amplificadores de la
corriente y de ahí viene su utilidad.
La entrada de señal se produce por la base y la salida por el emisor, en vez de por el
colector como en el resto de los circuitos. El terminal común para la entrada y la salida es
el colector, como su nombre indica. Si la unión base emisor está polarizada directamente,
el transistor va a conducir, mientras que si está inversamente polarizada no lo hará.
Hemos visto al principio que este circuito también se llama seguidor de emisor, nombre
que le viene porque el emisor sigue a la base, lo que quiere decir que la tensión que le
apliquemos a la base va a ser reproducida por el emisor. Por ejemplo, si la base se
encuentra a cero voltios, el emisor también estará a cero voltios y si la tensión de base es
de seis voltios el emisor estará a la misma tensión. Para que esto suceda así el circuito
tiene que estar funcionando en la zona activa. ¿Pero por qué sigue el emisor a la base en
este tipo de circuitos? Como podemos ver en la ilustración que representa una
configuración de colector común, el emisor tiene conectada una resistencia, RE, que es la
que va a hacer posible que el emisor siga a la base.

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PROCEDIMIENTO
Preparatorio1:
1. Monte el circuito en el simulador Qucs como se ilustra en la Figura 1.
2. Con las Sondas de Tensión mida los voltajes en RB, RC, VBE, VCE.
3. Mida con las Sondas de Corriente IC e IB.
4. Llene la Tabla 1 con los datos simulados en los pasos 2 y 3.
5. Calcule teóricamente los valores de los pasos 2 y 3. Llene la Tabla 2.
Por lo tanto, según el Datasheet del transistor 2N3904 este responde a diferentes
ganancias de corriente beta ( ) de acuerdo a las corrientes de colector.
Entonces, tiene un =300 como máximo, pero la que usaremos es un =103
(calculado con las mediciones reales) para sus cálculos del preparatorio.
Práctica:
1. Monte el circuito en el protoboard como se ilustra en la Figura 1.
2. Con el multímetro mida los voltajes en RB, RC, VBE, VCE.
3. Mida con el multímetro las corrientes IC e IB.
4. Llene la Tabla 3 con los datos medidos en los pasos 2 y 3.
5. Responda las preguntas que se encuentran en el punto de Anexos del informe.
1
Nota: Para la simulación en Qucs, usted tiene el transistor 2N3904 en la Librería de Componentes.
Para acceder a esta librería diríjase al menú Herramientas - Librería de componentes y luego Selección
de componentes – Transistors – 2N3904.

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6. DIAGRAMAS Y FIGURAS
Figura 1: Diagrama circuital - Polarización con Divisor de Voltaje BJT.

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7. TABULACIONES Y RESULTADOS
Parámetros
VRB [V] 19,3
VRC [V] 13.5
VBE [V] 0,654
VCE [V] 6,47
IC [mA] 0,0000193
IB [mA] 0,0135
Tabla 1: Tabla correspondiente a los valores simulados de la Figura 1.
Parámetros
VRB [V] 19,3
VRC [V] 19,9
VBE [V] 0,7
VCE [V] 0,1
IC[mA] 1,99
IB [mA] 0,0193
Tabla 2: Tabla correspondiente a los valores teóricos de la Figura 1.

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Parámetros
VRB [V] 19,3
VRC [V] 18,64
VBE [V] 0,698
VCE [V] 0,1
IC[mA] 2
IB [mA] 0,02
Tabla 3: Tabla correspondiente a los valores medidos de la Figura 1.

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8. SIMULACIONES
Voltajes en VRB, VRC.
Corriente en IC e IB.

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Voltajes en VBE, VCE.

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9. CÁLCULOS
 𝑽𝑩𝑬 = 𝟎, 𝟕𝒗
 𝑰 𝑩 =
𝑽𝑪𝑪−𝑽𝑩𝑬
𝑹𝑩
𝐼 𝐵 =
20𝑣−0,7𝑣
1000𝑘𝑂ℎ𝑚
= 0,0193𝑚𝐴
 𝑽𝑪𝑬 + 𝑰𝑪𝑹𝑪 = 𝑽𝑪𝑪
𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝐶𝑅𝐶
𝑉𝐶𝐸 = (20𝑣) − {(1,99𝑚𝐴)(10𝑘𝑂ℎ𝑚)}
𝑉𝐶𝐸 = 0,1𝑣
 𝑰 𝑪 = 𝜷𝑰 𝑩
𝐼 𝐶 = (103)(0,0193𝑚𝐴)
𝐼 𝐶 = 1,99𝑚𝐴
 𝑽𝑹𝑩 = 𝑹𝑩𝑰𝑩
𝑉𝑅𝐵 = (1000𝑘𝑂ℎ𝑚)(0,0193𝑚𝐴)
𝑉𝑅𝐵 = 19,3𝑣
 𝑽𝑹𝑪 = 𝑹𝑪𝑰𝑪
𝑉𝑅𝐶 = (1,99𝑚𝐴)(10𝑘𝑂ℎ𝑚)
𝑉𝑅𝐶 = 19,9𝑣

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Evaluación sobre el proceso
 Resultados
positivos
 Se logró entender la conducta del transistor, se pudo
constatar toda la teoría base para circuitos que incluyen.
transistores.
 En esta práctica en particular se logró entender que los
transistores tienen como función principal la
amplificación de señales, para lograr este cometido
deben ser polarizados adecuadamente mediante la
aplicación de voltajes DC en sus uniones B-E y B-C. Y
esto se consigue a través de circuitos de polarización.
 Aprendimos que existen una gran variedad de circuitos
de polarización, dentro de los cuales podemos
identificar claramente cuatro tipos básicos:
a) circuito de polarización fija (corriente de base
constante)
b) circuito de polarización estabilizada por emisor
c) circuito de polarización por divisor de voltaje (tipo H
o universal)
d) circuito de polarización por realimentación de
colector
 Resultados
negativos
 El manejo de los materiales y elementos consignados a
la práctica antes de su realización podrían inutilizar o
alterar los resultados obtenidos.
 Generan temperatura.
 No es apto para circuitos de baja frecuencia, debido a la
baja impedancia de entrada
 Proyecciones  Los transistores bipolares son los transistores más
conocidos y se usan generalmente en electrónica
analógica aunque también en algunas aplicaciones
de electrónica digital.
 Los amplificadores operacionales pueden contener
varias decenas de transistores, cada uno de ellos con
misiones diferentes, es así que se considerará su uso
cuando se necesite:
 Implementar fuentes de corriente constante
 Generar tensiones de referencia
 Amplificar señales en modo diferencial y reducir la
ganancia en modo común
 Implementar etapas de salida, etc....

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10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. Exponga sus conclusiones respecto a la presente práctica.
 El análisis o diseño de un amplificador a transitor requiere de un
conocimiento tanto para la respuesta en dc como para la respuesta en ac del
Sistema, muy a menudo se asume que un transistor es un dispositivo mágico
que puede alevar el nivel de una señal de entrada de ac, sin la asistencia de
una fuente externa de energia, en realidad, el nivel de potencia de salida de ac
mejorado es el resultado de una transferencia de energia desde las fuentes de
dc aplicadas.
 El analisis o diseño de cualquier amplificador alectronico tiene dos
componentes: la porcion de dc y la porcion de ac, el teorema de la
superposicion puede aplicarse y la investigacion de las condiciones de dc
puede separarse por completo de la respuesta de ac.
 Se debe tener en cuenta que durante el estado de diseño o sintesis,la eleccion
de los parametros para los niveles requeridos de dc afectaran la respuesta en
ac, y viceversa
 EL nivel de dc de un transistor en operación es controlado por diversos
factores, uno de los principales es el que hace referencia al rango de puntos de
operacion posibles sobre las caraterísticas del dispositivo
2. Exponga sus recomendaciones respecto a la presente práctica.
 Se recomendamos utilizar todas las reglas de redondeo para los cálculos de los
circuitos del transistor para evitar que los valores no varíen mucho en relación con
los datos obtenidos a través de la práctica.
 También se recomienda verificar que los elementos a utilizar en el circuito tengan
un rango nominal de variación, osea el reglamentario.
 Se recomienda el uso de este tipo de circuito cuando se necesite:
 Implementar fuentes de corriente constante
 Generar tensiones de referencia
 Amplificar señales en modo diferencial y reducir la ganancia en modo común
 Implementar etapas de salida, etc....
PREGUNTAS
1. ¿Qué característica en desempeño le da al circuito colocar una Resistencia en
el emisor?
Al colocar una Resistencia en el emisor los valores pertenecientes a: (VCE, VRB, VRC,
VBE, IC E IB), disminuyen.

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ANEXOS

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BIBLIOGRAFÍA:
 Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. Boylestad –
Nashelsky. Octava Edición. Pearson Educación. Capítulo 3.
 Electrónica Fácil. (25 de Julio de 2004). EL TRANSISTOR:AMPLIFICADOR CON
EMISOR COMÚN. Obtenido de EL TRANSISTOR:AMPLIFICADOR CON EMISOR
COMÚN Web site: https://www.electronicafacil.net/tutoriales/TRANSISTOR-
AMPLIFICADOR-EMISOR-COMUN.php
 Olea, A. A. (23 de Agosto de 2001). Acerca de nosotros: ELECTRÓNICA BÁSICA.
Obtenido de ELECTRÓNICA BÁSICA Web site:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/default.htm
 Curso Práctico de Electrónica Moderna CEKIT. Semiconductores. Transistores
Bipolares.

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