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TRABAJO PRACTICO Nº 3
CIRCUITOS CON TRANSISTORES
- Un transistor de tipo NPN y β=100 se conecta como se muestra en la figura, calcule la corriente de colector.
- Un transistor de tipo NPN y β=100 se conecta a una pila de 30 v, como se muestra en la figura, calcule la tensión entre colector y emisor.
- Hallar en el circuito de la figura, el punto de funcionamiento (Q) del transistor bipolar, indicando para ello, la corriente de base, la corriente de colector y la tensión colector emisor. Los datos del transistor son los siguientes: VBE (ON) = 0,7 V; VCE(sat) = 0,2 V; β = 100
Solución: Lo primero que hay que hacer es comprobar si el transistor conduce o no. Para ello planteamos la ecuación en la malla de base y calculamos la corriente de base. Malla de base
- V1 + IB*R1 + VBE = 0
- 5 + IB5000 + 0,7 = 0 IB = (5 – 0,7) / 5000 = 0,86 mA > 0 La corriente por la base del transistor bipolar es mayor que cero en el sentido indicando, es decir, entrante al transistor, por lo tanto, el transistor conduce. IB = 0,86 mA Seguidamente, debemos suponer una zona de funcionamiento, o activa o saturación. Empecemos suponiendo zona activa. De esta manera, se cumple que: IC = β * IB = 100 * 0,8610-^3 = 86 mA Malla del colector
IC = 0,98 mA VCE = 0,2 V
- Hallar la tensión colector-emisor del transistor de la figura, si la VBE (ON) es igual a 0,7 V. La tensión en la base del transistor coincide con la tensión que soporta la resistencia R2. Por lo tanto, aplicando la regla del divisor de tensión en R1 y R2: VB = 10 * [R2 / (R1 + R2)] = 10 * [2000 / (5000 + 2000)] = 2,86 V VB = 2,86 V Planteamos la ecuación de la malla de la base del transistor, recorriendo en sentido horario, tal y como indica la flecha verde para hallar el valor de la tensión en el emisor.
- VB + VBE + VE = 0
VE = VB – VBE = 2,86 – 0,7 = 2,16 V
la tensión entre el emisor y tierra es: VE = 2,16 V Como tenemos el valor de la tensión en el emisor y de la resistencia del emisor, el calculo es directo aplicando la ley de Ohm. IE= VE / R4 = 2,16 / 1000 = 2,16 mA IE = 2,16 mA El sentido de la corriente del emisor en un transistor bipolar de tipo NPN es saliente del transistor. Como ya mencioné anteriormente, en ocasiones se desprecia la corriente de base frente a la corriente de colector. En este caso lo haremos así. Por lo tanto: IE = IC = 2,16 mA Esta aproximación de puede realizar cuando nos lo digan expresamente o en ejercicios en los cuales no tenemos el dato de la ganancia ( β) del transistor bipolar. Lo siguiente es hallar la tensión que hay entre el colector y la tierra, como se muestra en la figura, la cual se calcula con la siguiente ecuación: VC = 10 – (ICR3) = 10 – (2,1610-^3 * 2000) = 5,68 V VC = 5,68 V
de las patillas de dicha resistencia. Por un lado, 12 V y por otro, 7 V. Hay que recordar
que cuando tenemos una tensión indicada de esta manera en un punto del circuito,
siempre está referenciada a tierra, es decir, es la tensión existente entre ese punto dado
(12 V o 7 V o 2 V) y la tierra o masa del circuito. Por lo tanto:
RC = (12 – 7) / 2*10-^3 = 2500 Ω
b) Se necesita primeramente el valor de la corriente de emisor del transistor bipolar para
poder aplicar la ley de Ohm en dicha resistencia. Como tenemos el dato de la ganancia
y el valor de la corriente de colector, se pueden hallar las corrientes de base y de
emisor.
IC = β * IB IB= IC / β = 210-^3 / 50 = 410-^5 A así que la corriente de emisor es: IE = IC + IB = 210-^3 + 410-^5 = 2,04 mA Finalmente la resistencia de emisor, aplicando la ley de Ohm es: RE = 2 / IE = 2 / 2,04*10-^3 = 980,39 Ω
c) Para calcular la tensión de la base del transistor bipolar, podemos realizar el sumatorio
de tensiones que se indican en la figura.
Por consiguiente, la ecuación es la siguiente: 12 = VB + VBE + VE VB = 12 – VBE – VE = 12 – 0,7 – 2 = 9,3 V
d) En este apartado tenemos que hacer algo similar al anterior, planteando el sumatorio
de tensiones, pero en la malla de la derecha, la del colector y emisor del transistor
bipolar.
Por lo tanto, aplicando la segunda ley de Kirchhoff a esa malla tenemos: 12 = VRC + VCE + VE VCE = 12 – VRC – VE = 12 – ICRC – VE = 12 – (210-^3 * 2500) – 2 VCE = 5 V
e) Ya hemos calculado previamente el valor de la corriente de base y el de la tensión de
base. Por lo tanto, para hallar el valor de la resistencia de la base del transistor bipolar,
tan solo hay que aplicar la ley de Ohm en dicha resistencia.
RB = VB / IB = 9,3 / 4*10-^5 = 232,5 kΩ
- En el circuito de la figura si α = 0.98 y VBE = 0.7 Voltios, calcular el valor de la resistencia R1, para una corriente de emisor 2 mA. Solución:
- En el circuito de la fig. el transistor tiene unaβ = 60. Expresar los valores posibles de VBB para que el transistor se encuentre: a) Zona de corte b) Zona activa. c) Zona de saturación. d) Si VBB= 5 Voltios y manteniendo el valor de RC = 1 K. ¿entre que valores puede variar RB para que el transistor se encuentre en la zona de activa? e) Si VBB= 5 Voltios y manteniendo el valor de RB= 50 K. ¿entre que valores puede variar RC para que el transistor se encuentre en la zona de saturación? (VBE activa=0.7 Voltios, VCEsatuación=0.2 Voltios, VBE saturación=0.8 Voltios, y Corriente inversa de saturación despreciable.)
- En el circuito de la figura, calcule el punto de operación y la potencia disipada en colector del transistor en reposo.
Datos: βF = hFE = 100; VBE = 0,7V; VCEsat = 0,1V y ICO = 0.
- En el circuito de la figura 5, calcule el punto de operación y la potencia disipada en colector del transistor en reposo.
Datos: βF = hFE = 200; VEB = 0,6 V; VEC sat = 0,1 V e ICO = 0.
