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CIRCUITOS ELECTRONICOS I. TEMA: Amplificador base común II. INTRODUCCCIÒN TEORICA. Transistor BJT El transistor de unión bipolar (BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja. Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones: Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga. Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector. Colector, de extensión mucho mayor. Como probar un transistor UNMSM Página 1
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CIRCUITOS ELECTRONICOS
I. TEMA: Amplificador base común
II. INTRODUCCCIÒN TEORICA.
Transistor BJT
El transistor de unión bipolar (BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido
consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de
la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la
conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades
(huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de
aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada
bastante baja.
Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal
semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan
formadas tres regiones:
Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada,
comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como
emisor de portadores de carga.
Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
Colector, de extensión mucho mayor.
Como probar un transistor
Para probar transistores bipolares hay que analizar un circuito equivalente de éste, en
el que se puede utilizar lo aprendido al probar diodos.
Ver la figura.
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Se ve que los circuitos equivalentes de los transistores bipolares NPN y PNP están
compuestos por diodos y se sigue la misma técnica que probar diodos comunes.
La prueba se realiza entre el terminal de la base (B) y el terminal E y C. Los métodos a
seguir en el transistor NPN y PNP son opuestos.
Al igual que con el diodo, si uno de estos "diodos del equivalente del transistor" no
funcionan como se espera hay que cambiar el transistor
Relación de corrientes
Considerando la ley de Kirchhoff: la suma de corrientes que entran en un nudo es igual
a la suma de corrientes que salen por dicho nudo. Al aplicarse a un transistor PNP, la
ley de Kirchhoff proporciona una importante relación entre las tres corrientes del
transistor:
Ie = Ib + Ic
Esta ecuación indica que la corriente de emisor es igual a la suma de las corrientes de
colector y base. Teniendo en cuenta que la corriente de base es mucho menor que la
corriente de colector, es habitual hacer la siguiente aproximación: la corriente de
colector es casi igual a la corriente de emisor.
Ie ≈ Ic
Y la corriente de base es mucho más pequeña que la corriente de colector
Ib ≪ Ic
Alfa
El alfa de continua se define como la corriente de colector dividida entre la corriente
de emisor.
α dc = IcIe
Como la corriente de emisor es casi igual a la corriente de colector, α dc es ligeramente
menor que 1. Por ejemplo, en un transistor de baja potencia, α dc es mayor que 0.99.
Incluso en un transistor de alta potencia α dc es mayor que 0.95.
Beta
El beta de continua se define como la relación entre corriente de colector y la corriente
de base.
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βdc = IcIb
El beta de continua se conoce también como la ganancia de corriente porque una
pequeña corriente de base produce una corriente mucho mayor de colector.
La ganancia de corriente es una gran ventaja del transistor y ha llevado a todo tipo de
explicaciones. Para transistores de baja potencia (por debajo de 1W) la ganancia está
entre 100 y 300. Los transistores de alta potencia (por encima de 1W) normalmente
tienen ganancia entre 20 y 100
Regiones operativas del transistor
Los transistores de unión bipolar tienen diferentes regiones operativas, definidas
principalmente por la forma en que son polarizados:
Región activa:
Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte
entonces está en una región intermedia, la región activa. En esta región la corriente de
colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de
corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren
conectadas en el colector y emisor. Esta región es la más importante si lo que se desea
es utilizar el transistor como un amplificador de señal.
Región inversa:
Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el
transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso. En este modo, las
regiones del colector y emisor intercambian roles.
Debido a que la mayoría de los BJT son diseñados para maximizar la ganancia de
corriente en modo activo, el parámetro beta en modo inverso es drásticamente menor
al presente en modo activo.
Región de corte: Un transistor está en corte cuando:
Corriente de colector = corriente de emisor = 0,(Ic = Ie = 0)
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En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de
alimentación del circuito. (Como no hay corriente circulando, no hay caída de voltaje).
Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0)
Región de saturación: Un transistor está saturado cuando:
Corriente de colector = corriente de emisor = corriente máxima,(Ic = Ie = Imáx)
En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del
circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver ley
de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo
suficientemente grande como para inducir una corriente de colector β veces más
grande. (Ic = β * Ib)
PNP
El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose
a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos
transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor
desempeño en la mayoría de las circunstancias.
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Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre
dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con
el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de
alimentación a través de una carga eléctrica externa. Una pequeña corriente
circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el
emisor hacia el colector.
La flecha en el transistor PNP está en el terminal del emisor y apunta en la dirección en
la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento
activo.
Como las zonas dopadas son de tipo opuesto al de un NPN, es necesario invertir la
forma de considerar su funcionamiento. Específicamente, tal cambio quiere decir que
los huecos son los portadores mayoritarios en el emisor en vez de serlo los electrones
libres.
De manera breve, la explicación de lo que sucede a nivel atómico en el transistor PNP
es la siguiente: el emisor inyecta huecos en la base, la mayor parte de las cuales fluyen
hacia el colector. Por esta razón la corriente de colector es casi igual a la corriente de
emisor.
El transistor de la figura tiene dos uniones: una entre el emisor-base y otra entre base-
colector. Por tanto un transistor es similar dos diodos contrapuestos. El diodo inferior
se denomina diodo emisor-base y el diodo superior se denomina diodo colector-base.
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CONFIGURACIÓN EMISOR COMÚN
La configuración de transistores que se encuentra con mayor frecuencia se muestra en
la figura para los transistores pnp y npn. Se denomina configuración de emisor común
porque el emisor es común tanto a las terminales de entrada como a las de salida (en
este caso, es también común a las terminales de la base y del colector). De nuevo se
necesitan dos conjuntos de características para describir en forma completa el
comportamiento de la configuración de emisor común: una para la entrada o circuito
de la base y una para la salida o circuito del colector.
Ecuaciones básicas:Ie = Ic + IbVcc = Vce + IcRL
Vs = Vbe + IbRsPc = Vce × Ic
CONFIGURACION BASE COMUN
La terminología relativa a base común se desprende del hecho de que la base es
común a los lados de entrada y salida de la configuración. Además, la base es
usualmente la terminal más cercana o en un potencial de tierra. Las direcciones de
corriente se referirán a la convencional (flujo de huecos) en vez de la correspondiente
al flujo de electrones.
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Esta elección se fundamenta principalmente en el hecho de que enorme cantidad de
literatura disponible en las instituciones educativas y empresariales hace uso del flujo
convencional, de que las flechas en todos los símbolos electrónicos tienen una
dirección definida por esta convención. Recuérdese que la flecha en el símbolo del
diodo define la dirección de conducción para la corriente convencional. Para el
transistor:
CONFIGURACIÓN COLECTOR COMÚN
La configuración de colector común se emplea fundamentalmente para propósitos de
acoplamiento de impedancia ya que tiene una elevada impedancia de entrada y una
baja impedancia de salida, que es lo opuesto a las configuraciones de base común y de
emisor común.
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III. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO.
- Fuente de C.C- Multimetro- Osciloacopio- Generador de ondas- Resistencias- Transistor- Condensador- Potenciometro
Una fuente de C. C. Variable Un Multímetro
Resistores de Transistor PNP.
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Potenciómetro de 1MΩ. Cables conectores.
Circuito
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Potenciómetro 1 k
Potenciómetro 100k
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