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ACTIVIDAD: ANÁLISIS DE CASO
TRANSISTOR BJT
Fecha: 03 / 11 / 2024 Nombre del estudiante: Arenas Beltrán Jocelyn Itzel Rodrigo Flores Arteaga Nohemí Gonzales Antúnez Andrea Lagunas Flores Iván Alejandro Rueda Ocampo Nombre del docente: Miguel Alcántara Resuelve los ejercicios aplicando los conocimientos sobre: ➢ Análisis y diseño de amplificadores con TBJ asistido por computadora. Caso de simulación: En esta actividad utilizarás Multisim para simular diferentes configuraciones de circuitos de transistores de unión bipolar y poder visualizar el comportamiento de estos. También podrás validar las ecuaciones teóricas vistas en las semanas anteriores. Para comenzar, revisa el video de (Estrada, 2020), en el que se realiza una simulación utilizando transistores. De cada ejercicio que realices en Multisim, en tu reporte, incluye las capturas de pantallas necesarias (circuito, gráficas, medidores) y los cálculos analíticos realizados (cuando aplique).
1. Transistor BJT como interruptor. En los siguientes videos(Electrónica FP, 2017, y Humberto Higinio, 2021), puedes aprender sobre el uso del transistor en configuración emisor común como un interruptor. Con esta aplicación es posible utilizar dispositivos de baja potencia (como microcontroladores) para controlar cargas que requieren corrientes relativamente grandes. El circuito de la Figura 1 se muestra la simulación del Transistor NPN como interruptor en Multisim, consiste en un transistor en configuración emisor común para controlar el encendido/apagado de una lámpara. Cuando se le aplica un voltaje a la base del transistor, se puede observar que comienza a circular corriente a través de él y la lámpara se enciende, y cuando se retira el voltaje, la lámpara se apaga. Por motivos de simplicidad, en el circuito se utiliza un interruptor para aplicar/quitar el voltaje de la base del transistor. En la práctica, esto se realiza comúnmente mediante el uso de microcontroladores. a) Verifica el funcionamiento del circuito replicándolo en Multisim aplica y retira el voltaje de la base. Inicia la simulación presionando “run”, durante la simulación haz
clic en el interruptor S1 para abrirlo y cerrarlo. ¿Se tiene el comportamiento esperado? Explica. Incluye capturas de pantalla en las que se pueda visualizar cuando la lámpara se encuentra encendida/apagada dependiendo del voltaje aplicado a la base. b) No siempre es posible identificar a simple vista si el circuito funciona correctamente. Por lo regular esto se determina a través de mediciones de corriente y/o voltaje. En este paso debes conectar un medidor de corriente en serie con la lámpara. Abre y cierra el interruptor S1 para poder observar el comportamiento de la corriente en la gráfica. c) Incluye la gráfica de la corriente demostrando su comportamiento para el switch S encendido/apagado. d) Coloca los medidores indicados para validar las siguientes ecuaciones: a) Encendido Apagado
c) Ecuaciones Encendido Apagado Al observar la simulación de este circuito podemos percatarnos que la corriente del emisor va cambiando constantemente, solamente cuando el led se encuentra encendido, empieza desde - 2.793 uA incrementando a 11.317 pA, 189.722 pA, 575.251 pA así, hasta llegar a 577.003 pA. Encendido Apagando
Encendido Apagado En este caso, existe variación de amperaje cuando el circuito se encuentra apagado, por lo cual es una aproximación como resultado debido a que va cambiando contantemente los valores.
Se puede realizar una observación al apagar la entrada del circuito que alimenta al led, su corriente es variable empezando con un valor de 2.907 pA y llegando a 5.218 nA. c) Ecuaciones Encendido Apagado Encendido Apagado
Encendido Apagado
3. Configuración de polarización de emisor Utiliza Multisim para construir el circuito de la Figura 2. Debido a que es un análisis de corriente directa, los capacitores pueden representarse mediante circuitos abiertos.
✓ VC = 15.98 V
✓ VE = 2.01 V
✓ VB = 2.71 V
✓ VBC = - 13.27 V
Voltaje entre pin base y pin colector
4. Configuración en polarización por medio de divisor de voltaje Utiliza Multisim para calcular los valores de IBQ, ICQ, VCEQ, VC, VE y VB del circuito de la Figura 3.
5. Configuración de retroalimentación del colector. Utiliza Multisim para determinar los valores de ICQ y VCEQ del circuito de la Figura 4. ICQ VCEQ Realiza tres simulaciones más cambiando el valor de beta en cada una. Para cada simulación, indica el porcentaje de variación de beta (respecto al circuito original) y el porcentaje de variación de ICQ y VCEQ. A partir de estos resultados, ¿qué puedes concluir de la estabilidad de esta configuración? β = 160
ICQ VCEQ
β = 670 ICQ VCEQ β = 32 ICQ VCEQ
7. Configuración base común. Calcula analíticamente los valores de IE, VC y VCE del circuito mostrado en la Figura
- Después utiliza Multisim para validar tus resultados. IE VC VCE
8. Configuración de polarización por medio de divisor de voltaje (corriente alterna). Utiliza el circuito mostrado en la Figura 6, configuración con divisor de voltaje en Multisim. Coloca los medidores correspondientes y contesta lo siguiente: 𝑉𝐵 =
Para encontrar R´ las resistencias deben de ir en paralelo, por lo que: 𝑅´ = 𝑅 1 || 𝑅 2 =
Impedancia de entrada: 𝑍𝑜 = 𝑅𝐶 = 6. 8 𝑘𝛺 𝑍𝑖 = 𝑅 ||𝛽𝑟𝑒 = ( 7. 15 𝐾𝛺)||( 90 )( 18. 43 𝑘𝛺) = ( 7. 15 𝐾𝛺)||( 1. 65 𝑘𝛺) 𝑍𝑖 = 1. 34 𝑘𝛺 Ganancia de V 𝑍𝑖 = 1. 34 𝑘𝛺 𝐴𝑣 =
Tomando en cuenta que ro = 50 k𝛺 para poder calcular la impedancia de salida 𝑍𝑜 = 𝑅𝑐 || 𝑟𝑜 = 6. 8 𝑘𝛺 || 50 𝑘𝛺 =
Al obtener todos los valores deseados para la formula podemos sustituir y concluir: 𝐴𝑣 =
10. Utilizando Multisim, determina la ganancia del circuito de la figura 8.
11. Utilizando Multisim, determina la ganancia del circuito de la Figura 9. 𝐴𝑣 =
Elabora el reporte en un procesador de textos. Al finalizar esta actividad, vuelve a la plataforma y sigue los pasos que se indican para enviar tu trabajo.
