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 EL TRANSISTOR BIPOLAR POLARIZACIÓN Y GANANCIA

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 EL TRANSISTOR BIPOLAR POLARIZACIÓN Y GANANCIA

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EXPERIENCIA Nº 2

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Cuáles consideras que son los factores que deben tomarse en cuenta para diseñar circuitos de polarización de transistores BJT?

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¿Cuáles consideras que son los principales métodos de polarización de transistores indicando sus ventajas, desventajas y usos?

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De los manuales obtener los datos de un transistor, para el diseño de la etapa propuesta por el profesor.

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Diseñar completamente el circuito de la fig.1 para un punto de operación ICQ = 2mA, VCEQ = 5 Volt. con un transistor BC548B y también para Máxima Excursión Simétrica Posible.

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Dibujar en una hoja completa cada uno de los circuitos con valores comerciales de los elementos y los valores de tensión y corriente esperados.

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Simule en computadora cada uno de los circuitos.

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1. Arme el circuito de la figura 1, con los valores sugeridos o con los valores obtenidos en su diseño.

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2. Mida las tensiones de los terminales del transistor respecto a tierra, Así se determinará el punto Q.

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VB = 3.47V , VE = 2.821V , VC = 8.625V , Ic = 2.823mA

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3. Llene la tabla anterior, para obtener las rectas de carga por variación de R2 y Rc, refiriéndose siempre al circuito original, retorne los elementos cambiados.

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4. En el circuito original, aplique una señal de 20 mV pico a una frecuencia de 1 KHz sinusoidal y mida Vo para determinar la ganancia Av = ....

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Av = Vo / Vi =3.69 V / 39.9 mV = 92.48

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5. Aumente el nivel de V1 hasta que se observe una distorsión apreciable en la salida: Vomax = ……….

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Vo max = 1.354 V.

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6. Retire Ce y mida la ganancia Avo = ..... Anote las observaciones y probar con el valor de V1 y Vo

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En nuestro caso analizaremos es el transistor BC548B pues es con el cual vamos a trabajar.

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GANANCIA DE CORRIENTE

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VOLTAJE DE SATURACIÓN

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VALORES MÁXIMOS

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Dos parámetros importantes son la ganancia de corriente en CD (beta) y alfa CD, pues estos se utilizan para analizar un circuito BJT.

Están ligados a la relación de las corrientes de emisor, base y colector del transistor. Además de las curvas de cambio de la Ganancia de corriente (beta) vs Voltaje de colector.

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La ganancia de corriente (beta o hfe) es un parámetro importante de un transistor BJT, se debe ser minucioso con él debido a que no se mantiene constante, nosotros a temperatura ambiente consideramos un valor, pero, varía tanto con la corriente del colector como la temperatura.

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Avo = 21.0 mV / 19.9 mV= 1.055

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7. Arme el circuito de la Fig.2 variando la entrada a través del condensador Ce y coloque Ci a tierra.

Coloque la resistencia adicional de 1K en serie con el generador, pues en base común el transistor tiene una impedancia muy baja que afecta al generador. El punto Q permanece constante.

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8. Repita los pasos 4. , 5. y 6. , pero retirando Ci.

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Es necesario saber los voltajes de saturación del transistor (Vbe), pues cuando el voltaje colector - emisor (Vce), el transistor entra en la zona activa y la corriente se vuelve aproximadamente constante.

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Paso 4: Aplique una señal de 20 mVpico a una frecuencia de 1KHz sinusoidal y mida Vo para determinar la ganancia Av = .....

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Voltaje de saturación del transistor BC548B (Según el DataSheet)

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Paso 5: Aumente el nivel de V1 hasta que se observe una distorsión apreciable en la salida: Vomax = ……….

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Avo = 7.11 V / 8.02 V = 0.88

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Paso 6: Retire Ce y mida la ganancia Avo = .... Anote las observaciones y probar con el valor de V1 y Vo

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El Vce máximo (Voltaje de corte) para saber el punto en que el transistor entra en la región de ruptura, pues manejar el transistor en esta región no es recomendable.

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Avo = 19.1 mV / 19.9 mV = 1.042

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9. Mida los valores de las resistencias utilizadas.

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El voltaje de corte va de la mano con la corriente de corte del colector, pues como dijimos en el inciso de la ganancia de corriente, ambos varían de manera directa.

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Polarización Fija

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VENTAJAS

Estabilidad del punto de operación.

Simplicidad de diseño.

Bajo consumo de potencia.

Es fácil de implementar.

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DESVENTAJAS

Sensibilidad a la variación de temperatura y parámetros.

Necesidad de fuentes de alimentación estables.

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USOS

Solo se usa en la configuración emisor común, debido a que en la configuración base común cortocircuita la entrada y en el colector común cortocircuita la salida.

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Polarización Estabilizado en Emisor

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VENTAJAS

Estabilidad térmica mejorada.

Simplicidad de diseño.

Menor sensibilidad a variaciones de parámetros del transistor.

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DESVENTAJAS

Menor estabilidad de temperatura a largo plazo.

Sensibilidad a variaciones de parámetros internos.

Dependencia de características específicas del transistor.

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USOS

Se puede usar en todas las configuraciones del transistor BJT, emisor común, base común y colector común

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Polarización por divisor de Voltaje

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VENTAJAS

Simplicidad y bajo costo.

Flexibilidad en la elección de voltajes de polarización.

Estabilidad ante variaciones de temperatura.

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DESVENTAJAS

Sensibilidad a variaciones de parámetros del transistor.

Sensibilidad a cambios en la fuente de alimentación.

Mayor consumo de potencia.

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USOS

Se puede usar en todas las configuraciones del transistor BJT.

Amplificadores de acoplamiento directo.

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Polarización por realimentación de colector

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VENTAJAS

Garantiza una operación más estable en diferentes entornos térmicos.

Ayuda a mantener un punto de operación estable y predecible para el transistor.

Este método puede compensar las variaciones de ganancia de corriente del transistor.

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DESVENTAJAS

Requiere más componentes porque se hace más complejo.

Mayor consumo de energía en comparación con los otros métodos.

Mayor susceptibilidad a ruido y perturbaciones.

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USOS

Amplificadores de señales y potencias.

Circuitos de radiofrecuencia.

Circuitos de amplificación en comunicaciones.

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De esta manera, los capacitores se abren.

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Realizamos un circuito de thevenin para simplificar el circuito.

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Realizamos un circuito de thevenin para simplificar el circuito.

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Las ecuaciones de corriente del transistor son:

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Las ecuaciones de corriente del transistor son:

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Aplicamos la 2da Ley de Kirchoff en el circuito de thevenin.

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Aplicamos la 2da Ley de Kirchoff en el circuito de thevenin.

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Vth: Voltaje de Thevenin

Rth: Resistencia de Thevenin

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Obtenemos el Data Sheet para el transistor BC548B

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Finalmente los valores de las resistencias para ICQ = 2mA , VCEQ = 5 V con un transistor BC548B son:

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Finalmente los valores de las resistencias para ICQ = 2mA , VCEQ = 5 V con un transistor BC548B son:

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Para hallar la maxima excursion simetrica se procede de manera similar obteniendo los siguientes valores:

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Para hallar la maxima excursion simetrica se procede de manera similar obteniendo los siguientes valores:

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Se debe tomar en cuenta que para VCEQ max, ICQ = 0 y para ICQ max , VCEQ = 0 .

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Asto Perez Mario Arquimides 20211161I

Soplin Barbaran Rudwan Rashid 2021108J

Garcia Chumpitaz Yazmin Odalis 20237017B

Rodriguez Casas Rudy Franco 20210220A

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FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

EE428 LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I