Este documento presenta información sobre el transistor, un componente electrónico clave. Explica que el transistor está compuesto de materiales semiconductores formando tres regiones que actúan como una puerta para controlar el flujo de electrones. Luego describe tres configuraciones básicas de conexión de transistores (base común, emisor común y colector común) y sus características. Finalmente, detalla dos prácticas experimentales para identificar transistores y medir su corriente, actuando como interruptores controlados por voltaje aplicado a la base.
1. ¨Electronica Analógica¨
Práctica N° 4:
Transistor
1.- OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA:
2.- PARTE TEÓRICA:
2.1.- Transistor. Definición:
Componente electrónico de 3 terminales que se utiliza para controlar el flujo de
electrones. Al controlar la corriente electrónica se pueden obtener aplicaciones útiles, como
ampliación, detección y oscilación.
El transistor se construye con materiales semiconductores de germanio y silicio
formando así tres regiones semiconductoras en forma alternada las cuales se configuran en
dos tipos (ver figuras 4.1 y 4.1):
Colector
P N P
Emisor
Base
Figura N° 4.1: Representaciones esquemáticas del Transistor tipo PNP
Colector
N P N
Emisor
Base
Figura N° 4.2: Representaciones esquemáticas del Transistor tipo NPN
2. 2.2.1. Conexión de Transistores:
El colector y la base requieren de la misma polaridad con respecto al emisor.
El emisor se polariza directamente y el colector con polarización inversa.
2.2.1.1. Circuito Base Común (ver Figura 4.3):
- La base se emplea como referencia común.
- El emisor y colector se emplean como conexiones de entrada y de salida.
- La señal de la entrada es Ve (generador de c.a.).
- El voltaje de salida se representa o se desarrolla a través de una resistencia de carga
(componente a la salida)
- Tiene una resistencia de entrada baja. Emisor-base debido a que el emisor esta
polarizado directamente.
- Tiene una resistencia de salida alta colector-base debido a que el colector esta
polarizado inversamente.
- Ic ≤Ie ; Vc >Ve (Amplifica el voltaje)
- Rs>>Re Re≈30Ω y Rs = 1MΩ
- Ps> Pe (Amplifica potencia)
- En fase señal de entrada y señal de salida.
3. Figura N° 4.3: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Base Común
2.2.1.2. Circuito Emisor Común (ver Figura 4.4):
- El emisor se emplea como referencia común.
- La base y el colector se emplean como conexiones de entrada y salida.
- El emisor se polariza directamente.
- El colector se polariza inversamente.
- La base se polariza directamente.
- Ie= Ic + IB ; donde Ic >> IB ( AMPLIFICA VOLTAJE Y CORRIENTE)
- Ps >> Pe. (Amplificador de potencia)
- Un transistor típico de baja potencia podrá obtener una resistencia de entrada de
1000 y 2000 Ω y una resistencia de salida de 50000 Ω a 60000 Ω
- Hay inversión de fase de la señal de salida con respecto a la entrada.
4. Figura N° 4.4: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Emisor Común
2.2.1.3. Circuito Colector Común (ver Figura 4.5):
3. El colector es el punto de referencia.
4. El emisor y la base son las conexiones de entrada y salida.
5. IE>>IB (amplifica corriente)
6. VE<VB
7. El voltaje de salida que aparece en el emisor es debido a que el dispositivo tiende a
mantener una caída de voltaje relativamente constante, en la juntura emisor-base.
8. El voltaje de salida que aparece en el emisor del transistor tiende a seguir el voltaje de
entrada aplicado a la base. Por eso, el circuito. Colector común se denomina seguidor
emisor.
9. No hay inversión de fase.
10. Re ≈varios cientos de miles de ohmios.
11. Rs >Re (sirve de acoplador de fuentes de alta impedancia a cargas de baja impedancia)
puede realizar la misma función básica de un transformador adaptador de impedancias.
5. Figura N° 4.5: Conexión del transistor NPN y PNP en configuración Colector Común
Tabla N° 1: Características de las tres conexiones con transistores:
Característica Base Común Emisor Común Colector Común
Ganancia de Menos de 1 30 -100 30 - 100
Corriente
Ganancia de Voltaje 500 - 800 300 - 600 Menos de 1
Impedancia de 50 – 200 Ω 500 Ω - 1 KΩ 20 – 100 KΩ
Entrada
Impedancia de 300 KΩ 50 KΩ 500 Ω
Salida
Fase de entrada vs En Fase 180° fuera de fase En Fase
Salida
Parte practica
Experiencia № 1
3.1-. Identificación y prueba de transistores
3.1.1.- Materiales necesarios:
1 MULTIMETRO
6. 1 Transistor 123 AP (NPN pequeño)
1 Transistor de potencia 2N176 ( PNP grande )
Información básica:
Cuando se mide la resistencia del diodo semiconductor, encontró que la resistencia era
alta en una dirección y baja en la otra. Ahora que mida los transistores, encontrara las
mismas características ya que el transistor está compuesto por la unión de 2 diodos.
Con el multímetro podrá probar o identificar los diversos tipos de transistores, ya sea
PNP o NPN y también podrá localizar si hay transistores defectuosos, midiendo la
resistencia entre sus terminales o elementos.
3.1.2.- Desarrollo:
1 Identifique las terminales del transistor NPN 123AP en el manual de
componentes electrónicos ECG (Cual es su base, emisor y colector). Y
dibújelo.
2 Ajuste el milímetro a la escala de ohmios y aplique la punta de prueba
negativa en la base del transistor. Tome nota de la lectura.
3 Aplique la punta de prueba positiva primero en el emisor y luego en el
colector. Anote las medidas realizadas.
4 Invierta las puntas y realice los pasos 2 y 3
5 Aplique la punta de prueba negativa en el emisor y la punta de prueba positiva
en el colector. La resistencia entre emisor y colector es:
6 Invierta las puntas y realice el paso 5. Tabule todos resultados obtenidos.
7 Realice las mismas pruebas con un transistor PNP de potencia (2N176). Y
tabule los resultados.
8 Resuma sus conclusiones para la prueba de transistores.
9 Como será la prueba en transistores PNP. Explique.
7. Experiencia № 2
3.2.- Medición de corriente del transistor. Transistor como interruptor:
3.2.1.- Materiales necesarios
1 Proto board.
1 Milímetro.
1 Transistor 123 AP (NPN).
1 Transistor de potencia (2N3055 NPN). Conector tipo caimán.
1 Lámpara.
1 Fuente 12 volt Ω.
1 resistor 60 - 80 Ω.
1 resistor 670 - 690Ω.
1 resistor 2.6 – 2.8 kΩ.
1 resistor de 26 – 28 KΩ
3.2.2.- Información básica:
Un transistor es un dispositivo capaz de controlar la corriente de entrada y obtener
corrientes mayores a la salida.
3.2.3.- Pasos a realizar: Construirá circuitos básicos para medir corrientes, luego variara
la polarización física y se utilizara un bombillo o lámpara para observar los cambios de
corriente a la salida.
3.2.4.- Desarrollo:
.- Construya o monte el siguiente circuito (ver figura 4.6)
8. Figura N° 4.6: Conexión del transistor NPN sin conectar el colector
.- Seleccione la escala del multímetro para medir corriente D.C. Mida la corriente de
base ¿cómo es la resistencia del circuito de entrada?
.- Monte el siguiente circuito.(ver Figura N| 4.7) Explique.
Figura N° 4.7: Conexión del transistor NPN polarizando entrada y salida.
.- Mida la corriente en el colector del transistor.
.- Construya el siguiente circuito (Figura N° 4.8) con el transistor de potencia
(2N3055) NPN.
9. Figura N° 4.8: Conexión del transistor NPN polarizando solo la salida.
.- Observe el foco. ¿el foco enciende o no?
.- ¿Cómo es la resistencia del cto de salida? Explique.
.- Complete el circuito del transistor agregando en el circuito base al circuito de
colector (ver Figura N° 4.9).
Figura N° 4.9: Conexión del transistor NPN actuando como sw.
.- Observe el foco y el valor de corriente y voltaje. Como es la luz del foco; tenue,
brillante o muy brillante?
.- Varie la fuente de voltaje a 3 volt y responda las preguntas anteriores. Luego varié a
4,5 v, a 6 volt hasta que la luz del foco sea muy brillante. Realice una tabla de datos con los
resultados obtenidos y saque conclusiones. Calcule la ganancia de corriente del transistor,
Nota: La proporción de corriente en el colector depende de la ganancia de corriente del
transistor (averiguar en el manual del ECG dicho valor).
Ic = ϐxIb ; Ic= corriente colector