i

ACTIVIDAD NUMERO 6

Universidad Nacional Abierta y a Distancia Escuela de Ingeniera

Ingeniera de Telecomunicaciones Electrnica Bsica - 201419

Metodologa Virtual

TRABAJO COLABORATIVO 1

Tutora: NANCY AMPARO GUACA

17 de Abril de 2013

CEAD MEDELLIN

1

INTRODUCCION

Con esta actividad se da a conocer la facilidad de manejo de la

herramienta ofimtica, para simular los circuitos, adems de

evidenciar lo estudiado en la unidad 1, resolviendo los ejercicios

planteados, los cuales planteaban niveles de complejidad que

pudieron ser resueltos con investigaciones en internet y

realizando nuevamente lecturas a el documento base del curso.

2

FASE 1: LOS DIODOS 1.1 Construir en el Simulador Pspice Student 9.1 el siguiente circuito:

Simular en anlisis transitorio dibujando al menos 4 periodos de la seal de 55Hz de V1, incluir pantallazo de graficas para las marcas de diferencia de potencial. R//. Las graficas son las siguientes: Seal de entrada V1 y Seal de salida en R1

Seales de entrada en los diodos(D6-D7) ciclo (+) y ciclo (-).

3

Todas las seales juntas (V1, V1+, V1-, R1).

Circuito equivalente con las mediciones:

1.2 Agregar un condensador de 470uF en paralelo con R al circuito de la figura 1 y volver a simular, anexar nueva grafica. Qu cambio ha notado?

4

R//. El cambio fue en la seal de salida de R1 el cual al llegar a su punto mximo de la cresta mantiene una lnea recta lo que significa que permanece un voltaje constante respecto a la seal de entrada de V1.

1.3 Mencione si la siguiente afirmacin es Falsa o Verdadera justifique su respuesta: El circuito de la figura 1 es llamado rectificador de onda completa con derivacin central! R//. La afirmacin es falsa, porque si bien el circuito es un rectificador de onda completa no es con derivacin central puesto que estos utilizan entre la fuente y los diodos un transformador para convertir corriente alterna en continua.

5

1.4 Dadas las Formulas:

Definiciones: VS: Valor de la fuente de tensin no regulada VZ: Voltaje Zener (parmetro en hoja del fabricante) PZmx: Potencia mxima soportada por el Zener (parmetro en hoja del fabricante) PZ: Potencia disipada por el Zener IZ: Corriente en el Zener RS: Valor optimo para el resistor limitador de corriente RSmn: Mnimo valor para el resistor limitador de corriente RSmx: Mximo valor para el resistor limitador de corriente RL: Carga RZ: Resistencia del Zener IRL: Corriente necesitada en la carga IZmn: Corriente Mnima Zener IZmx: Corriente Mxima soportada por el Zener (parmetro en hoja del fabricante) IS: Corriente en el resistor limitado Disear un Regulador Zener que cumpla estas condiciones: Tensin de fuente Vs = 22Vdc corriente necesitada en la carga IRL= 22mA. En este diseo se debe implementar el Diodo 1N750 (Hoja del fabricante).Completar luego de los clculos La siguiente Tabla: R//. A continuacin el resultado de los clculos.

Izmn RSmn RSmx RS RL IS IZ PZ

4.5mA 334 378 356 546 28mA 6mA 0.36W

6

Clculos

Datos conocidos o relacionados en el ejercicio: *VS=22Vdc, VZ=VL=12V, PZMax.=500mW, IZMax.=30mA, IRL=22mA

Datos con base a formulas : * IZmin=30mA*0.15= 4.5mA * PZ=VZ*IZMax.= 12V*30mA=0.36W=360mW * RSmin=(22V-12V)/30mA= 334 * RSmax=(22V-12V)/ (4.5mA +22mA)=378 * RS=(334 + 378)/2= 356 * RL= VL / IRL= 12V/22mA= 546 * IS=(VS-VZ)/RS= (22V-12V) / 356= 28mA * IZ= IS-IRL= 28mA-22mA= 6mA

1.5 Construir en el Simulador Pspice Student 9.1 el circuito Regulador Zener utilizando el Diodo referenciado y el valor de RS y RL antes calculado, incluya imagen capturada desde la aplicacin mostrando los valores medidos de Voltaje y Corriente. R//. Grafica con los valores despus de los clculos.

7

1.6 Describa la utilidad e incluya al menos una imagen de cada uno de los siguientes tipos de diodos. LED: Diodo emisor de luz.

Varactor: Se utilizan como condensadores controlados por voltaje.

Tnel: Los diodos de efecto tnel. Son dispositivos muy verstiles que pueden operar como detectores, amplificadores y osciladores. Poseen una regin de juntura extremadamente delgada que permite a los portadores cruzar con muy bajos voltajes de polarizacin directa y tienen una resistencia negativa, esto es, la corriente disminuye a medida que aumenta el voltaje aplicado.

8

Laser: es un dispositivo semiconductor similar a los led pero que bajo las condiciones adecuadas emite luz lser.

PIN: El diodo PIN es un diodo que presenta una regin P fuertemente dopada y otra regin N tambin fuertemente dopada, separadas por una regin de material que es casi intrnseco. Este tipo de diodos se utiliza en frecuencias de microondas, es decir, frecuencias que exceden de 1 GHz, puesto que incluso en estas frecuencias el diodo tiene una impedancia muy alta cuando est inversamente polarizado y muy baja cuando esta polarizado en sentido directo. Adems, las tensiones de ruptura estn comprendidas en el margen de 100 a 1000 V.

9

Fotodiodo: es un semiconductor construido con una unin PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producir una cierta circulacin de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construccin, los fotodiodos se comportan como clulas fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensin muy pequea con el positivo en el nodo y el negativo en el ctodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad.

Schottky: El diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, llamado as en honor del fsico alemn Walter H. Schottky, es un dispositivo semiconductor que proporciona conmutaciones muy rpidas entre los estados de conduccin directa e inversa (menos de 1ns en dispositivos pequeos de 5 mm de dimetro) y muy bajas tensiones umbral, conocidas como tensiones de codo. La tensin de codo es la diferencia de potencial mnima necesaria para que el diodo acte como conductor en lugar de circuito abierto; esto, dejando de lado la regin Zener, que es cuando existe una diferencia de potencial lo suficientemente negativa para que a pesar de estar polarizado en inversa ste opere de forma similar a como lo hara regularmente.

10

FASE 2: EL TRANSISTOR BJT 2.1 Dadas las formulas: VCE = VC Beta = IC / IB IB= (VBB VBE) / RB PD= VCEIC

Dado el circuito Transistor BJT NPN en configuracin Emisor Comn:

Completar la siguiente Tabla:

VC RC IB VB RB PD

7.5V 75 0.848mA 5.3V 6.25K 750mW

Clculos

VCE=VC=7.5V

Beta=IC/IB IB=IC/Beta= 100mA/118= 0.848mA PD=VCE*IC= 7.5V*100mA= 750mW

RC=Vcc/IC= 15V/100mA= 150

IC+IB=IE= 100.0847mA

IB=(VBB-VBE)/RB RB=(VBB-VBE)/IB= 6.25K VCE=VCC-( IC*RC)RC=(VCC- VCE)/IC= 75

2.2 Mencionar las zonas de trabajo del Transistor BJT y aplicacin. Regiones operativas del transistor Los transistores bipolares de juntura tienen diferentes regiones operativas, definidas principalmente por la forma en que son polarizados:

11

Regin activa: Cuando un transistor no est ni en su regin de saturacin ni en la regin de corte entonces est en una regin intermedia, la regin activa. En esta regin la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de (ganancia de corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren conectadas en el colector y emisor. Esta regin es la ms importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador de seal. Regin inversa: Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso. En este modo, las regiones del colector y emisor intercambian roles. Debido a que la mayora de los TBJ son diseados para maximizar la ganancia de corriente en modo activo, el parmetro beta en modo inverso es drsticamente menor al presente en modo activo. Regin de corte: Un transistor esta en corte cundo: corrientedecolector=corrientedeemisor= 0,(Ic = Ie = 0) En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentacin del circuito. (como no hay corriente circulando, no hay cada de voltaje, ver Ley de Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib=0). Regin de saturacin: Un transistor est saturado cuando: corrientedecolector = corrientedeemisor = corrientemaxima,(Ic=Ie=Imaxima). En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentacin del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver ley de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo suficientemente grande como para inducir una

corriente de colector veces ms grande. (recordar que Ic= * Ib). Aplicacin: Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran: Amplificacin de todo tipo (radio, televisin, instrumentacin). Generacin de seal (osciladores, generadores de ondas, emisin de radiofrecuencia). Conmutacin, actuando de interruptores (control de rels, fuentes de alimentacin conmutadas, control de lmparas, modulacin por anchura de impulsos PWM). Deteccin de radiacin luminosa (fototransistores). Se usan generalmente en electrnica analgica y en la electrnica digital como la tecnologa TTL o BICMOS. Son empleados en conversores estticos de potencia, controles para motores y llaves de alta potencia (principalmente inversores), aunque su

12

principal uso est basado en la amplificacin de corriente dentro de un circuito cerrado. 2.3 Completar con la ayuda del catalogo del fabricante la siguiente tabla:

Cdigo BD136 BD137 2N2222 BC548

Tipo-Ge/Si- Ge/Si Ge/Si

Fabricante Philips Semiconductors

Philips Semiconductors

Philips Semiconductors

Fairchild Semiconductor

NPN / PNP PNP NPN NPN NPN

Capsula Identificacin Terminales

1 emitter. 2 collector, connected to metal part of mounting surface. 3 base.

1 emitter 2 collector, connected to metal part of mounting surface 3 base

1 emitter 2 base 3 collector, connected to case

1 colector 2 Base 3 emitter

VCBO collector-base

voltage - open emitter - Max.-45V

collector-base voltage - open emitter - Max.60V

collector-base voltage - open emitter- Max.60V

Collector-Base Voltage - 30V

VCEO collector-emitter voltage - open base - Max.-45V

collector-emitter voltage - open base - Max.60V

collector-emitter voltage - open base - Max.30V

Collector - Emitter Voltage - 30V

VEBO emitter-base voltage - open collector -Max.-5V

emitter-base voltage - open collector / Max.5V

emitter-base voltage open collector / Max.5V

Emitter-Base Voltage - 5V

ICMAX peak collector current - Max.-2A

peak collector current - Max. 2A

peak collector current - 800mA

Collector current (DC) - 100mA

PMAX total power dissipation - Tmb 70 C 8W

total power dissipation - Tmb 70 C - Max.8W

total power dissipation - Tamb 25 C - 500mW - Tcase 25 C - 1.2W

Collector Power Dissipation - 500mW

TJMAX junction temperature - Max.150C

junction temperature - Max.150C

junction temperature - Max.200C

Junction Temperature - Max.150C

hFE DC current gain VCE =2 V.

DC current gain VCE =2 V

DC current gain IC = 10 mA;

DC Current Gain VCE=5V,

13

IC =5 mA Min.40. IC =150 mA Min.63 Max.250 IC =500 mA Min.25

IC =5 mA Min.40. IC =150 mA Min.63 Max.250 - BD137-10 - IC =500 mA Min.25

VCE = 10 V; Tamb = -55 C - 35

IC=2mA - Min.110 - Max.800

fT transition frequency IC =50 mA; VCE=5 V; f =100 MHz Type 160MHz

transition frequency IC =50 mA; VCE=5 V; f =100 MHz Type 190MHz

transition frequency IC = 20 mA; VCE = 20 V; f = 100 MHz - 250 Mhz

Current Gain Bandwidth Product VCE=5V, IC=10mA, f=100MHz - Type 300Mhz

Equivalentes BD138 BD140

BD135 BD139

2N2222A BC546 BC547/550 BC548/549

Aplicaciones General purpose power applications, e.g. driver stages in hi-fi amplifiers and television circuits.

Driver stages in hi-fi amplifiers and television circuits.

Linear amplification and switching.

N/A

14

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/

http://www.unedcervera.com/c3900038/estrategias/estrategias_transist

ores.html