PRÁCTICA No. 1:

PRÁCTICA No. 1: Análisis en DC y AC, Comprobación de las Ganancias y respuesta a las bajas Frecuencia de un BJT.

Introducción
Existen diversas formas que nos permiten identificar las terminales de un transistor bipolar y si éste es NPN o PNP, sin embargo se recomienda que siempre se consulten las hojas de especificaciones que proporciona el fabricante y que nos indican cómo están ubicadas las terminales de emisor, colector y base.
Estos es de gran importancia al realizar el análisis DC y AC de un transistor, ya debemos saber cuáles son los terminales para obtener los resultados adecuados, tanto en la polarización como en la respuesta en frecuencia del BJT.
Objetivos
• Medir los voltajes y corrientes (punto de operación) del circuito de polarización con divisor de voltaje independiente de beta para el transistor bipolar y comparar estos valores con los calculados teóricamente.
• Analizar, simular y finalmente comprobar el comportamiento de un transistor BJT con una señal de entrada variante en el tiempo (AC).
• Diseñar un amplificador, empleando la configuración de divisor de voltaje, Conocida la Ganancia y El β.
Teoría
1.- Entregue un pequeño resumen del comportamiento del transistor en DC y AC.
2.- Entregue los análisis en DC y AC del transistor, utilizando el valor de beta previamente medido.
3.- Realice la simulación del circuito de la siguiente figura, donde pueda comparar los valores de AC y DC obtenidos del análisis.
4.- Según la tabla al final del documento realice su diseño. Verifique el diseño y simulación del circuito para la ganancia indicada. Calcule la Zi, Zo y Ai. Para calcular los valores de los resistores emplee la fórmula de ganancia para esta configuración, encuentre el valor de RE que satisface la ganancia y por último encuentre los valores de RC, R1 y R2 con las consideraciones del punto de operación. (Revise y tome los datos necesarios de las hojas de especificaciones del transistor)
Equipo
Para realizar la presente práctica es necesario:
• Un transistores de silicio NPN 2N2222 o equivalente.
• 4 Resistencias 0.5w, de 4,7KΩ, 47KΩ, 2.2KΩ y 1KΩ (necesarios)
• Un osciloscopio
• Generador de funciones
• Fuente de DC
• Multímetro
Desarrollo
1.- Análisis en DC.
Armar el circuito de polarización conocido como: circuito de polarización independiente de la beta (Polarización por Thevenin), el cual se muestra en seguida, medir todos los valores de voltaje y corrientes y compararlos con los teóricos. Fig. Circuito con transistor BJT de polarización por divisor de voltaje. Estas mediciones se realizarán con tres transistores 2N2222 con el fin de comparar el punto de operación en cada caso y comprobar si efectivamente este circuito depende o no del valor de la beta que tenga el transistor (en los transistores bipolares aun teniendo el mismo número de fabricación, el valor de la beta no siempre es el mismo, sino que varía de transistor a transistor, por esa razón en muchas aplicaciones es necesario trabajar con circuitos de polarización que sean independientes de la beta, como es el caso que nos atañe).
2.- Análisis en AC.
Ahora conecte tres capacitores de 10µF, uno con la señal de entrada, otro con la señal de salida y el último del emisor a tierra. Inyecte una señal de AC con el generador de funciones de amplitud apropiada para observar las ganancias en voltaje y corriente del circuito. Compare con los valores teóricos y simulados.
3.- Diseño de circuito amplificador de voltaje.
Arme el circuito con los valores que satisfacen la ganancia Av= -100 indicada.
Encuentre la ganancia de voltaje experimental, mida Vo y Vi y encuentre la
Relación y Explique. (Valor de la Práctica 5% 1 punto de cualitativa y pre-laboratorio, 2puntos desarrollo de la práctica y 2 puntos el informe).

Analisis en AC de un BJT

Estudio AC
La figura 24 muestra el esquema equivalente del circuito para las señales de alterna.


Figura 29: Circuito equivalente AC

La resistencia RB está conectada por un terminal a la fuente de señales y a la base, y por el otro a la fuente de alimentación EC. Idealmente, esta fuente no ofrece ningún obstáculo para las señales de alterna (si su resistencia interna es nula), se comporta como un cortocircuito que conecta RB con tierra. En el lado derecho del esquema, RC se une por una parte con el colector del transistor, y por la otra con tierra a través de la fuente de alimentación.

Es de vital importancia que se tenga en cuenta que en este esquema sólo se relacionan las amplitudes de las ondas, y no sus valores instantáneos.

Los valores de rIN y AV pueden obtenerse a partir del esquema de la figura 24.


Nótese que para el cálculo de los parámetros rIN y AV no es necesario definir el valor de vIN, ya que en ambos casos se calcular variaciones de una magnitud con respecto a esa tensión de entrada.

ETAPAS DE AMPLIFICACION ESTABILIZADAS
El esquema de la Figura 27 presenta un claro problema de inestabilidad: La tensión de la base depende directamente de la corriente de base. Cualquier pequeña variación debido a la influencia de la temperatura sobre la resistencia RB modificará el punto de operación, y con él la ganancia. El esquema de la Figura 30 incluye dos mejoras con respecto al anterior:

Polarización de la base a través de un divisor de tensión.
Estabilización mediante resistencia de emisor.
A continuación se aplica este procedimiento al cálculo de y en el último esquema presentado, en su funcionamiento en vacío.

1) Punto de operación DC

EL TRANSISTOR BIPOLAR

1 INTRODUCCION
La Figura 1 muestra el símbolo de un transistor bipolar o BJT (Bipolar Junction Transistor), con la nomenclatura habitual de sus terminales.

Unidad I: Respuesta en Baja Frecuencia de un BJT

Objetivo de esta Unidad I: Que el estudiante comprenda el analisis en AC de un BJT, por modelo re o Por Parametros Hibridos.