Universidad Nacional de Quilmes Laboratorio de Electrónica Analógica Facultad de Ingeniería en Automatización y Control Industrial Laboratorio Nº 2 Transistores Bipolares Materiales: R 33k, R 1kΩ, R 100Ω, R 560Ω, Potenciómetro de 10kΩ, 2 C 100µF, Transistor BC 337-025 o BC 237B Introducción Un buen diseño de circuitos discretos debe contemplar todas las posibles variaciones que se puedan presentar en los parámetros de los componentes con el objetivo de minimizar sus efectos en la respuesta del circuito. En este caso vamos a observar cómo se comporta el siguiente circuito para una variación de la temperatura y las modificaciones que se le puedan hacer para mejorar su respuesta. Los parámetros del transistor que varían en mayor proporción con el aumento de la temperatura son: βF ↑: Ganancia de corriente en continua Aumenta βBE ↓ : Tensión de base-emisor decrece 2.2 mV por cada ºC, aprox. Ico ↑ : Corriente Inversa de colector se duplica cada 1º ºC, aprox. Estabilización del punto de reposo Armar el circuito de la figura No.1 con y sin RE, proceder de la siguiente manera: 1. Regular el potenciómetro para obtener el punto de reposo VCQ=Vcc/2. 2. Por medio de un dispositivo calefactor (un soldador) elevar la temperatura del transistor. 3. Medir IC y VBB, volcar la medición en la tabla. 4. Describir lo ocurrido a partir de los datos obtenidos. Tiempo RE=0 RE=100 0 IC (mA) VBB (V) IC (mA) VBB (V) 30” 1’ 1’30” 2’ 2’30” 3’ Nota: Sólo se tiene en cuenta las variaciones de IC provocadas por variaciones de VBB. Se podría tener en cuenta los demás parámetros y luego aplicar superposición. Para comprender los resultados obtenidos, se pueden hacer los siguientes cálculos: Resolviendo la malla de entrada se obtiene la figura No.2 VTH= IBRTH + VBE Sabiendo que IC = βFIB + (1+βF)ICO despejando IB se tiene: IB = [IC - (1+βF)ICO ] / βF Despreciando IC y suponiendo que βF no varia se tiene IC = βFIB, despejando IB se obtiene IB = IC / βF Reemplazando IB en la ecuación VTH, se obtienen dos ecuaciones para distintas temperaturas: VTH= IB1RTH + VBE1 @°T1 IB2RTH + VBE2 @°T2 Igualando las dos ecuaciones y reemplazando IC = βFIB en IB1RTH + VBE1 = IB2RTH + VBE2 se tiene (IC1/βF)RTH + VBE1 = (IC2/βF)RTH + VBE2 obteniéndose finalmente ∆IC = -∆VBE (βF/RTH) Como VBE decrece con la °T ⇒ ∆VBE < 0 y ∆IC >0 Si se hacen los mismos cálculos agregando RE se obtiene ∆IC = -∆VBE / RE[1+ RTHRE-1(1+ βF) -1 ] y suponiendo βF >>1 queda ∆IC = -∆VBE βF (RTH+REβF) –1 acá se puede observar que RE aparece en el numerador afectado por βF, esto indica que las variaciones de IC serán pequeñas. Ganancia de Corriente Continua Armar el circuito de la figura No.3 con y sin RE, proceder de la siguiente manera: 1. Regular el potenciómetro para obtener el punto de reposo VCQ=Vcc/2. 2. Medir IB y IC 3. Calcular la ganancia estática (de Continua) A= IC/IB 4. Aumentar la corriente de base variando el potenciómetro, explicar lo sucedido Pequeña Señal Modificar el circuito de la figura No.3 de la siguiente manera: Ajustar el generador de señales para tener una señal senosoidal de 100m Vpp con una f= 1 KHz. Para los casos con y sin RE, con y sin CE 1. Regular el potenciómetro para obtener el punto de reposo VCQ=Vcc/2. 2. medir la tensión de salida y calcular la ganancia de tensión, compararla con la obtenida anteriormente. 3. calcular la R de entrada de pequeña señal (ri)