UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Material para Propositos de Instruccion solamente UNIVERSIDAD DON BOSCO. TÉCNICO EN MANTENIMIENTO AERONÁUTICA. ELECTRÓNICA ANALÓGICA. CICLO 2-2022. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 1 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA AGENDA. Item Material para Propositos de Instruccion solamente • • • • Rev. 3 / 2021 Bienvenida. Introducción al tema Desarrollo de presentación. Conclusiones. R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Tiempo 5 min 10 min 100 min 5 min Código: EAN471 2 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA INDICADORES DE LOGRO en Material para Propositos de Instruccion solamente 1. Aplica procedimientos para detección de fallas componentes eléctricos, electrónicos o mecánicos. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 3 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Material para Propositos de Instruccion solamente 2.1 Características del transistor bipolar y propiedades. 2.1.1 Características del transistor bipolar y propiedades: Descripción y orientación de los componentes. Símbolos de transistores; SEMANA 6 Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 4 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Introducción Los tipos de materiales P y N son muy importantes a la hora de Material para Propositos de Instruccion solamente conocer elementos como el diodo, pero también nos ayudan a entender otros, como por ejemplo los transistores. En esta presentación se conocerá que es un transistor y las aplicaciones comunes de los circuitos con transistores. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 5 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Objetivos Material para Propositos de Instruccion solamente • Conocer las características de un transistor. • Identificar las funciones del transistor dependiendo de su región de funcionamiento. • Diferenciar el tipo de transistor de acuerdo a su simbología. • Conocer el punto Q en transistores. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 6 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA Material para Propositos de Instruccion solamente ELECTRÓNICA ANALÓGICA Transistor El transistor es un dispositivo semiconductor capaz de proporcionar amplificación de corriente y voltaje. El transistor generalmente es utilizado de dos modos de operación, como un amplificador o como un interruptor electrónico. Uno de los transistores mas comunes es el transistor de unión bipolar (BJT) Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 7 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA Material para Propositos de Instruccion solamente ELECTRÓNICA ANALÓGICA El transistor es manufacturado como un sandwich de una capa de material semiconductor dopado. (Tipo P) entre dos capas de material semiconductor dopado (Tipo N). Existen dos tipos de transistores BJT. NPN y PNP. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Figura 1. Construcción de transistores BJT [1]. Código: EAN471 8 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Identificación ▪ La flecha del símbolo tiene dos propósitos: Material para Propositos de Instruccion solamente ▪ La flecha es utilizada para identificar el emisor del dispositivo. ▪ La flecha señala al semiconductor tipo N. Figura 2. Símbolo de transistores BJT [1]. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 9 Material para Propositos de Instruccion solamente UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Figura 3. Construcción simplificada de un transistor NPN [1]. La capa de base se dopa la ligera (alta resistividad) y es físicamente muy delgada, mientras que la capa de emisor está fuertemente dopado (baja resistividad) con el nivel de dopaje colector entre la de la base y el emisor. El transistor contiene dos uniones P-N; base emisor y base colector. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 10 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Operación • La descripción siguiente se utilizara el sentido convencional del flujo de la Material para Propositos de Instruccion solamente corriente. • Para utilizar el transistor debe ser polarizado adecuadamente. Generalmente el colector es conectado al positivo , el emisor a tierra y el control positivo al terminal de base. • En operación normal la unión base-emisor debe polarizar directa mientras que la la unión base-colector polarizar inversa. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 11 Material para Propositos de Instruccion solamente UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Figura 4. Sentido de corriente [1]. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 12 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Material para Propositos de Instruccion solamente Simulación, Activación de Transistor NPN Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 13 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA • La cantidad de corriente del emisor a colector es controlada por la cantidad de corriente en la base. Material para Propositos de Instruccion solamente • La corriente de base es también relacionada con el voltaje aplicado entre base-emisor (polarización directa) en relación exponencial. • Por ejemplo: al incrementar Vbe por 60mV puede incrementar la corriente de colector por un factor de 10 en un típico transistor. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 14 • Material para Propositos de Instruccion solamente UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 15 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA Material para Propositos de Instruccion solamente ELECTRÓNICA ANALÓGICA El transistor es utilizado en tres regiones diferentes: • Corte • Saturación • Activa Figura 6. Regiones de operación del transistor [3]. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 16 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA Material para Propositos de Instruccion solamente ELECTRÓNICA ANALÓGICA Corte: La corriente es insuficiente en la base para permitir la conducción de corriente y voltaje la unión base-emisor no esta polarizada directa. El transistor se comporta como un interruptor cerrado. Saturación: EL transistor conduce corriente en su rango máximo. Un incremento de corriente de base tiene un pequeño efecto de incremento en la corriente de colector. Por la conmutación del transistor entre corte y saturación puede ser utilizado como un interruptor electrónico. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 17 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA Material para Propositos de Instruccion solamente ELECTRÓNICA ANALÓGICA • Activa: La corriente colector-emisor es aproximadamente proporcional a la corriente de base pero mas grande. La región activa puede ser utilizada como un amplificador. Para mantener una replica exacta de la señal de entrada en la salida debe ser polarizado para operar en el centro de la región. • Si la polarización es incorrecta el transistor podría distorsionar la señal con la región de corte o saturación. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 18 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Punto Q • El punto en el que el transistor es polarizado y ajustado se denomina punto de Material para Propositos de Instruccion solamente reposo. • El punto Q representa en DC la condición estática del transistor sin señal de entrada. • Cuando la señal de entrada AC es aplicada, en adición a la polarización DC, el transistor o bien realizar más en el medio ciclo positivo o menos en el medio ciclo negativo. en otras palabras, la señal de salida cambiará de nivel alrededor del punto central de Q. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 19 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Material para Propositos de Instruccion solamente Efectos de la polarización Figura 7. Distorsión introducida por una incorrecta polarización [1]. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 20 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA Material para Propositos de Instruccion solamente ELECTRÓNICA ANALÓGICA Amplificador R1 y R2: Divisor de voltaje y aseguran corriente de base. R3: Resistencia de carga. R4: Es la resistencia que estabiliza el emisor. Evita un sobre calentamiento por exceso de corriente entre colector y emisor. C1 y C2: Capacitores de acople y evitan el paso de DC. C3: Remueve cualquier voltaje AC de entrada [1]. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Figura 9. Etapa de amplificador de emisor común. Código: EAN471 21 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA Material para Propositos de Instruccion solamente ELECTRÓNICA ANALÓGICA Transistor como interruptor Se utiliza en región de corte y saturación: Circuito abierto: Región de corte. Circuito cerrado: Región de saturación. Figura 10. Ejemplo de un transistor como interruptor Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 22 Material para Propositos de Instruccion solamente UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Figura 11. Gráfico de transistor como interruptor abierto Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Figura 12. Gráfico de transistor como interruptor cerrado Código: EAN471 23 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Material para Propositos de Instruccion solamente Simulación, Transistor (NPN) como Interruptor Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 24 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Material para Propositos de Instruccion solamente Video, aplicación de circuito: transistor BJT como interruptor Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 25 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Cuestionario 1. ¿Qué es un transistor? Material para Propositos de Instruccion solamente 2. ¿Qué materiales conforman a un transistor? 3. ¿Cómo identificar que tipo de transistor se tiene, según su simbología? 4. ¿Cuáles son las regiones en las que puede operar un transistor? 5. ¿Cuales son las funciones de un transistor? Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 26 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Conclusiones • Un transistor puede consistir de dos materiales P y un material N o de dos Material para Propositos de Instruccion solamente materiales N y un material P. • La simbología ayuda a poder identificar el tipo de transistor. • La función de un transistor depende de la región en la que este se puede encontrar operando. • El punto Q es un punto en el cual el transistor puede operar sin que le afecta la AC. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 27 UDB DEPARTAMENTO DE AERONAUTICA ELECTRÓNICA ANALÓGICA Referencias Material para Propositos de Instruccion solamente [1] I. C. for A. T. (ICAT), Module 4: Electronic Fundamentals B1., 1st ed. London, United Kingdom: International Centre for Aerospace Training (ICAT), 2013. [2] R. Álvarez, “Activación Transistor NPN, Circuit Simulator Applet,” 2020. [Online]. Available: https://www.falstad.com/circuit/. [Accessed: 06-Aug2020]. [3] R. L. Boylestad, L. Nashelsky, and R. Navarro Salas, “Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos (10a. ed.),” 2009. [Online]. Available: https://elibro.net/es/lc/bibliotecaudb/titulos/85090. [4] R. Álvarez, “Transistor como Interruptor, Circuit Simulator Applet,” 2020. [Online]. Available: https://www.falstad.com/circuit/. [Accessed: 06-Aug2020]. [5] T. K. Eismin, Aircraft electricity & electronics, 5th ed. New York: Glencoe/Macmillan/McGraw-Hill, 1994. [6] Ludic Science, “(1) Using a Transistor as a Switch - YouTube,” 2016. [Online]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=h9zL235htnQ. [Accessed: 06-Aug-2020]. Rev. 3 / 2021 R. Álvarez, A. Martínez, E. Flores Código: EAN471 28
