DEPARTAMENTO DE TECNOLOXÍA Práctica 7: El transistor Un transistor es un dispositivo electrónico de 3 terminales (3 patillas). Se emplea para amplificar señales eléctricas; es decir, para obtener corrientes de salida de mayor intensidad que las de entrada. El transistor que estudiaremos es el bipolar de unión. Está formado por tres capas de material semiconductor de dos tipos distintos. Estas tres capas se denominan colector, base y emisor. Están conectadas al exterior por tres patillas metálicas. La corriente que circula entre el colector y el emisor es proporcional (y mucho mayor) a la corriente que circula entre base y emisor. Puedes ver en la figura siguiente el transistor BC548B empleado en esta práctica y su símbolo. Colector Base
emisor
colector
Emisor
base
- Material necesario: Tablero de experimentos. • Fuente de alimentación • Resistencias de 120Ω, 4.7KΩ,22KΩ,1MΩ • Diodo LED verde •
• • •
Transistor BC548B (vale también el BC548A o el BC548C). Potenciómetro de 1K, lineal de eje. Cable de conexión.
- Procedimiento 1) Ajusta la fuente de alimentación a 4,5V y monta el circuito siguiente: Fuente de alimentación (4,5V)
D1
+ R1 120 Ω
4.5V
Cable rojo
Cable negro
-
T1 BC548B
R1 T1
-
D1
+
2)Enciende la fuente de alimentación. ¿Qué sucede?
1
3) Ahora apaga la fuente y monta el siguiente circuito. Para montar este circuito sólo hay que añadir una resistencia al montaje anterior. Puedes guiarte por el siguiente dibujo: Fuente de alimentación (4,5V)
D1
+ R2 4,7KΩ
R1 120 Ω T1 BC548B
4.5V
Cable rojo
Cable negro
-
R2 R1 T1
–
-
D1
+
Enciende la fuente de alimentación. ¿Qué sucede?
- ¿Cuál es la corriente que circula por la base del transistor? Realiza las medidas necesarias en el circuito para responder a esta pregunta. Basta medir el voltaje en extremos de la resistencia situada en la base y aplicar la ley de Ohm. Ib= - ¿Cuál es la corriente que circula por el colector? Ic= - ¿Cuál es la ganancia de corriente βDC? βDC = Ic/Ib = 4) Apaga la fuente de alimentación. Repite el, apartado anterior empleando resistencias de 22KΩ y 1MΩ. Comprobarás que incluso con una resistencia de 1MΩ se enciende el diodo LED a pesar del enorme valor de esta resistencia. Con los datos obtenidos completa la tabla siguiente:
R2
Ib
Ic
βDC
22KΩ 1MΩ
2
5) Monta el circuito siguiente: D1
R1 120 Ω P1 1KΩ
Fuente de alimentación (4,5V) + 4.5V -
R2 4,7KΩ
T1 BC548B
Cable rojo
Cable negro
R2
D1
-
+
R1 T1
Conecta la fuente de alimentación. Gira el eje del potenciómetro hasta el extremo en que se apaga el diodo LED. Mide la tensión entre los terminales de base y emisor del transistor T1. Gira el eje del potenciómetro lentamente hasta que se encienda el diodo LED y observa como varía esta tensión. Anota el valor de la tensión base-emisor en el momento en que se enciende el LED. Vbase-emisor= Continúa girando el eje del potenciómetro hasta el otro extremo. Observarás que hay una tensión entre base y emisor por debajo de la cual el transistor no conduce (llamada tensión umbral). Esta tensión es de unos 0,7V para un transistor de silicio, que son los que empleamos habitualmente. Por debajo de esta tensión el transistor se comporta como un interruptor abierto y por encima de ella como un interruptor cerrado. Nota: esta última observación es importante para comprender las prácticas con sensores. Cuestiones: a) ¿Por qué en el circuito del apartado 3) se enciende el LED y en el del apartado 1) no se enciende?
b) ¿ Cuál es la misión de la resistencia R2 en el circuito del apartado 3)?. Piensa que está en serie con la base del transistor.
c) ¿ Cuál es la misión de la resistencia R1 en el circuito del apartado 3)?. Piensa que está en serie con el diodo LED.
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Respuesta a las cuestiones: a) Porque ahora circula una corriente por la base del transistor. La corriente de colector de un transistor es proporcional a la corriente de base. Si no circula corriente por la base, no circulará corriente por el colector. b) Limita la intensidad de la corriente que circula por la base del transistor. Debe circular una cierta corriente por la base del transistor para que éste conduzca, pero esta corriente será proporcional y mucho más pequeña que la corriente del colector. Si se conecta directamente la base del transistor al terminal positivo de la fuente de alimentación, se quemará el transistor. c) La misión de R1 es limitar la intensidad de corriente que atraviesa el diodo LED. Recuérdese que no se puede conectar directamente un diodo LED a una fuente de alimentación.
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