TRANSISTORES BJT Y AMPLIFICADORES OPERACIONALES22

Ao de la Inversin para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PER

PRACTICA DE LABORATORIO CIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS N7CURSO: LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOSDOCENTE: NOLASCO ESPINOZA, OSCAR VIDALTEMA: TRANSISTORES BJT Y AMPLIFICADORE OPERACIONALESFACULTAD: INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMASALUMNOS:AROTOMA CAYCHO , AARON MARLONCARBAJAL GUISADO , JOSEDIAZ CAMACHO, RAISA CICLO: VITURNO: NOCHEHORARIO: MARTES 18:30 20:00FECHADE REALIZACION: MARTES 15 DE OCTUBREFECHADE ENTREGA: MARTES 22 DE OCTUBRE

2013

1. Objetivos: Entender conceptos bsicos como transistores BJT, Amplificadores Operacionales, etc. Comprobacin de la utilizacin de los transistores BJT y Amplificadores Operacionales. Aplicaciones de las formulas mencionadas. Resolucin de circuitos ms complejos

2. Historia: De 1904 a 1947, el bulbo fue el dispositivo electrnico ms usado. El 23 de Diciembre de 1947, Walter H. Brattain y Joseph Bardeen crearon el primer transistor. El nuevo elemento era ms pequeo y ligero, no se calentaba y era ms eficiente.

3. Marco Terico:3.1 Transistor BJT:BJT (Bipolar Junction Transistor) Los transistores de unin bipolares, son dispositivos de estado slido de tres terminales, ncleo de circuitos de conmutacin y procesado de seal. El transistor se ha convertido en el dispositivo ms empleado en electrnica, a la vez que se han ido incrementando sus capacidades de manejar potencias y frecuencias elevadas, con gran fiabilidad. (No existe desgaste por partes mviles). Los transistores son dispositivos activos con caractersticas altamente no lineales.

3.1.1 Definiciones:Efecto Transistor: El transistor es un dispositivo cuya resistencia interna puede variar en funcin de la seal de entrada. Esta variacin de resistencia provoca que sea capaz de regular la corriente que circula por el circuito al que est conectado. (Transfer Resistor).3.1.2 Ventajas y Utilizacin Ms pequeo y ligero No se calienta No disipa calor Resistente Consume menos potencia Voltajes de operacin bajos Dispositivos de tres o ms terminales Usos: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y vdeo, hornos de microondas, lavadoras, automviles, equipos de refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lmparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomgrafos, ecgrafos, reproductores mp3, celulares, etc.

3.1.3 Constitucin Interna De un BJT Es un dispositivo de tres terminales, equivalente a dos diodos PN unidos en sentido opuesto. (Emisor, Base y Colector) En funcin de la situacin de las uniones, existen dos tipos: NPN y PNP. La unin correspondiente a la Base-Emisor, se polariza en directa; y la Base-Colector en inversa. As, por la unin Base-Colector circula una corriente inversa. En npn, la regin de emisor tiene mayor dopaje que la base. Al polarizar la unin Base-Emisor en directa, y la Base-Colector en inversa, los electrones libres queproceden del emisor llegan a la base, con mucho menor nmero de huecos, por lo que son atrados por el colector (con alta concentracin de impurezas).

3.1.4 Transistor Bipolar NPN

Est formado por una capa fina tipo p entre dos capas n, contenidas en un mismo cristal semiconductor de germanio o silicio, presentando las tres zonas mencionadas (E, B, C). El emisor emite portadores de carga hacia el interior de la base. En la base se gobiernan dichos portadores. En el colector se recogen los portadores que no puede acaparar la base. Unin emisor: es la unin pn entre la base y el emisor. Unin colector: es la unin pn entre la base y colector. Cada una de las zonas est impurificada en mayor o menor grado. La base 100 veces menos que el colector o emisor. La base tiene menor tamao, despus el emisor y a 2 veces de espesor el colector.

3.1.5 Transistor Bipolar PNP El BJT pnp est formado tambin por un cristal semiconductor con tres regiones definidas por el tipo de impurezas. Las tensiones de continua aplicadas son opuestas a las del npn. Las corrientes fluyen en sentido contrario al del npn. Por lo dems, este dispositivo es similar al npn. El BJT pnp desde el emisor emite huecos, controlada por la base. El exceso de huecos que no pueden recombinarse en la base van a parar al colector.

3.1.6 Configuracin de un BJT Aunque el transistor posea nicamente tres terminales, se puede realizar su estudio como un cuadripolo (dos terminales de entrada y dos de salida) si uno de sus terminales es comn a la entrada y salida: Base Comn. Emisor Comn. Colector Comn

Base comn (BC): Aicc=1; Re pequea; Rs muy grande. Colector comn (CC): Aicc elevada; Re muy grande; Rs muy pequea. Emisor comn (EC): Aicc elevada; Re pequea; Rs grande. El montaje EC se aproxima ms al amplificador de corriente ideal. El montaje BC permite adaptar una fuente de baja resistencia que ataca a una carga de alta resistencia. El montaje CC adapta una fuente de alta resistencia de salida a una carga de bajo valor

3.1.7 Funcionamiento Bsico de un BJT En el montaje EC de la figura, se polariza directamente la unin Base- Emisor; e inversamente la unin Base-Colector. Se polariza el BJT si Vbe aprox. 0,6 voltios (polarizacin directa), y Vce>Vbe (unin base-colector en inversa). La corriente de emisor es aquella que pasa por la unin base-emisor polarizada en directa y depende de Vbe al igual que en un diodo pn.

3.1.8 Ecuaciones del Dispositivo

3.1.9 Modelos modos de trabajo del BJT

3.1.10 Polarizacin por la Resistencia de la Base

3.1.11 Polarizacin por Divisin de Tension de la Base

3.1.12 Polarizacin por Divisin de Tensin de la Base con Resistencia Menor

3.1.13 El BJT en Corte y Saturacin

3.1.14 El BJT en Corte y Saturacin

3.1.15 Problemas resueltos1st.

2nd.

3rd.

4th.

5th.

6th.

3.2 Amplificadores Operacionales:

3.2.1 Amplificador Operacional Ideal y Real

3.2.2 Alimentacin del Amplificador Operacional Al menos es necesario aplicar una fuente de alimentacin continua, pudiendo ser las dos fuentes de tensin iguales pero de signo contrario respecto a masa (alimentacin simtrica), o diferentes (alimentacin asimtrica). La seleccin de los valores de tensin de alimentacin y el tipo de alimentacin depende de la aplicacin en la que deba trabajar. Las dos alimentaciones representan los lmites del rango de valores posibles de la tensin de salida del amplificador operacional, es decir, nunca la salida podr alcanzar el valor de tensin dado por la fuente de alimentacin (ver Excursin de la Tensin de Salida). Se debe tener en cuenta que muchas veces no se muestran explcitamente las conexiones con las fuentes de alimentacin en los esquemas de circuitos electrnicos.

3.2.2 SLEW RATE

3.2.2 Errores de Continua

3.2.3 Cancelacin de los efectos de las corrientes de Polarizacin

Consiste en disear circuitos que anulen los efectos de las dos fuentes de corriente de polarizacin. En la configuracin del inversor, si se aade una resistencia en la entrada no inversora del AO, no se producen cambios de la ganancia del amplificador, pero se anulan los efectos de las fuente Ib. El valor de dicha resistencia debe ser el paralelo de las restantes resistencias (R1 y R2).

3.2.4 Realimentacin

3.2.5 Amplificador Inversor

3.2.6 Amplificador No Inversor Se trata de un amplificador con Av > 0. La ganancia viene dada por la relacin entre las resistencias de realimentacin. La impedancia de entrada es tericamente infinita, pues la corriente de entrada es cero. Al ser la ganancia independiente de la carga, la tensin de salida es independiente de la carga; por tanto, la impedancia de salida es cero.

3.2.7 Seguidor de Tensin Del amplificador no inversor, se puede deducir que la ganancia mnima es la unidad, si R2 es cero, si R1 se deja en circuito abierto. La tensin de salida sigue a la entrada (seguidor). Se utiliza principalmente como etapa de adaptacin de la entrada al sistema, proporcionando una resistencia de entrada elevada. En el circuito inferior, en la etapa previa al inversor, se dispone de un seguidor para proporcionar a la etapa inversora la tensin del generador de seal exhibiendo adems una alta impedancia de entrada.

3.2.8 Inversor en CC y Acoplado en CA3.2.9 Sumador Inversor La salida es la inversa de la suma de las tensiones de entrada. La entrada no inversora est a masa, por lo que al tener realimentacin negativa la entrada inversora estar virtualmente a 0 voltios. Desde cada una de las entradas circula una corriente hacia la entrada inversora, que no tiene otro camino de salida que dirigirse a la salida del amplificador a travs de la resistencia de realimentacin. Aplicando la 1 Ley de Kirchoff, y la Ley de Ohm, se obtiene la tensin de salida en funcin de las de entrada.

3.2.10 Diferencial3.2.11 Integrador

3.2.12 Derivador

3.2.13 Problemas resueltos1st.

2nd.

3rd.

4th.

5th.

6th.

7th.

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