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Transistor en conmutación

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  1. 1. Transistor en Conmutación Quizhpi Mateo. Universidad Politécnica Salesiana, Facultad de Ingeniería Eléctrica, Cuenca, Ecuador. fquizhpic@est.ups.edu.ec En la saturacion la corriente Ic es muy alta y el voltaje VCE muy bajo. El resultado es un nivel de resistencia entre las Abstract— El transistor es muy utilizado en las zonas de dos terminales determinado por: trbajo: Corte y Saturacion, ya que funciona con interruptor abierto o cerrado respectivamente, a continuación vamos a describir algunos de los circuitos básicos utilizados. INTRODUCCION Hasta el momento se ha visto la polarización del transistor en la zona lineal, es decir, donde ocurre una ganancia de Corriente, pero también es clave el estudio del mismo en las otras zonas de trabajo, corte y saturación, ya que son muy utilizados en la actualidad. OBJETIVOS Reconocer correctamente en que zona está trabajando el transistor. Modelar y aplicar correctamente las ecuaciones respectivas a cada estado. Determinar con eficacia los puntos de trabajo del transistor. Figura 1. Recta de Carga MARCO TEÓRICO “El diseño ideal para el proceso de inversi6n requiere que el punto de operación conmute de corte a la saturacion, pero a lo largo de la recta de carga descrita en la figura. Para estos propósitos se asurne que cuando (una excelente aproximación de acuerdo con las mejoras de las técnicas de fabricación). Cuando , el transistor se encontrara "encendido" y el diseño debe asegurar que la red esté saturada totalmente por un nivel de IB mayor asociado con la curva IB, que aparece cerca del nivel de saturación. Por lo mismo, para el nivel de saturacion se debe asegurar que la siguiente condicion se satisfaga: DESARROLLO 1. Polarización Fija transistor NPN: con Dos R2 220Ω VEE 7V RB 250kΩ 50% Key=AQ1 Fuentes VC 15 V 2N3904 Ademas de su contribucion en los circuitos logicos de las computadoras, el transistor se puede utilizar como un intemptor, si se emplean los extremos de la recta de carga. Figura 2. Polarización Fija con Dos Fuentes con
  2. 2.  Cálculo: Figura 4. Zona de Corte: 0; 68 2,25; 57,6 IC(mA) )220 80 70 60 50 40 30 20 10 0 15; 0 0  5 Mediciones: VCE (V)10 15 Figura 5. Recta de Carga 2. Polarización Fija con Una Fuente con transitar PNP: VCC -20 V 9,84 13,91 RB 1MΩ Key=A 50% RC 220Ω Q2 2N3906 Tabla 1. Resultados Polarización Fija con Dos Fuentes  Simulaciones Figura 6. Polarización Fija con Dos Fuentes  Figura 3. Zona de Saturación: Cálculo:
  3. 3. )220 -25 VCE (V) -20 -15 -16,877; 14,191 0 -10 -5 -20 -40 -60 0 IC(mA) -20; 0 -80 0; 90,909 -100 Figura 9. Recta de Carga  Mediciones: 3. Polarización por Divisor de Tensión con transistor NPN: RC 330Ω VCC 25 V R4 10kΩ Q2 R5 2N3904 100kΩ 50% Key=A Tabla 2. Resultados Polarización Fija con Una Fuente  Simulaciones Figura 10. Polarización Fija con Dos Fuentes  Figura 7. Zona de Saturación: Figura 8. Zona de Corte: Cálculo:
  4. 4. 0; 75,758 1,71; 70,56 )330 IC(mA) 80 60 40 20 25; 0 0 0  10 VCE (V) 20 30 Figura 13. Recta de Carga Mediciones: 4. Polarización mediante Retroalimentación con transistor PNP: Rc 330Ω Vcc -15 V Q1 R1 1.0kΩ 50% Key=A 2N3906 Tabla 3. Resultados Polarización Fija con Una Fuente  Simulaciones Figura 14. Polarización Fija con Dos Fuentes  Figura 11. Zona de Saturación: Figura 12. Zona de Corte: Cálculo:
  5. 5. -20 -15 VCE (V) -10 -6 0 -5 -16 -26 IC (mA) -15; 0 -36 -  -46 0; -45,454 Figura 17. Recta de Carga Mediciones: 5. Polarización Fija con Una Fuente y Resistencia de Emisor con Transistor NPN: Rc 500Ω Vcc RB 1.0kΩ 50% Key=A Q1 15 V 2N3904 RE 220Ω Tabla 4. Resultados Polarización con Retroalimentación  Simulaciones Figura 18. Polarización Fija con Resistencia de Emisor  Figura 15. Zona de Saturación: Figura 16. Zona de Corte: Cálculo:
  6. 6.  Mediciones: 6. Polarización fija con una fuente que tenga la capacidad de moverse desde ¼ VCC hasta ¾ VCC en la recta de carga. RC 330Ω VCC 12 V RB 500kΩ 50% Q1 Key=A 2N3904 Tabla 5. Resultados Polarización con Retroalimentación  Figura 22. Polarización Fija Simulaciones  Cálculo ¾ Vcc Figura 19. Zona de Saturación: 1/4 Vcc Figura 20. Zona de Corte: 25 0; 20,7 IC (mA) 20 4,88; 13,95 15 10 5 15; 0 0 0 5 10 VCE (V) Figura 21. Recta de Carga 15 20
  7. 7.  CONCLUSIONES Mediciones: Existen varios circuitos en los que se requiere que el tranasistor esté completamente abierto o cerrado, es decir en corte o saturación, necesitamos que funcione como interruptor. Adicionalmente también se entendio que son dispositos de control para controlar otros elementos, tales como motores, reles, etcl. Despues se llegara al estudio de otros dispositivos de control como los FET. Tabla 6. Resultados Polarización Fija  Este gran dispositivo tiene grandes aplicaciones, como observamos se lo utiliza como temporizadores, lo cual es el funcionamiento básico de un CILM555. Para estos circuitos temporizados es importante hacer el calculo del tiempo de carga y descarga de la red RC, el cual es el que los tiempos ON y OFF del circuito. Simulaciones REFERENCIAS [1] Figura 23. Punto ¾ Q: Figura 24. Punto ¼ Q: Figura 25. Recta de Carga ELECTRÓNICA: TEORIA EDICION. ROBERT L. BOYLESTAD. LOUIS NASHELSKY. PEARSON EDUCATION. Pag 181-185. DE CIRCUITOS. SEXTA

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