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Orientación Universidad
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Informes de circuitos, Apuntes de Circuitos Digitales

informes de circuitos digitales 1

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 30/03/2020

alex-barzallo
alex-barzallo 🇪🇨

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL I
Fecha: 20/10/2017
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DIGITAL
Práctica 1
Lenin Arturo Calero Almeida
Christian Adrián Castillo Hidrovo
RESUMEN: Se realizará la implementación de
circuitos de conmutación en los cuales tendremos
elementos como resistencias, y un transistor (TBJ)
el cuál actuará en corte y saturación en el
encendido de diodos LED.
PALABRAS CLAVE: Resistencias, Diodos, TBJ,
Transistor.
1. OBJETIVOS
Diseñar e implementar circuitos digitales de
conmutación con transistores de juntura bipolar.
Analizar las condiciones para que el transistor
sea utilizado como instrumento de conmutación en
el circuito, es decir que trabaje en condiciones de
corte y saturación.
Identificar la forma de análisis y conexión para
transistores TBJ NPN y PNP.
2. MARCOTEÓRICO
William Schockley invento el primer transistor de
unión, un dispositivo semiconductor que permite
amplificar señales electrónicas tales como señales
de radio y de televisión, así como también se lo
puede usar como oscilador, conmutador o
rectificador.
El transistor es un dispositivo semiconductor de
tres capas que consta de dos capas de material tipo
n y una de material tipo p o de dos capas de
material tipo p y una de material tipo n. El primero
se llama transistor npn y el segundo transistor pnp.
2.1. Tipos de Transistores
Transistor bipolar: El término bipolar refleja el
hecho de que huecos y electrones participan en el
proceso de inyección hacia el material
opuestamente polarizado.
Transistor unipolar: Si se emplea sólo un portador
(electrón o hueco), se considera que es un
dispositivo unipolar. El diodo Schottky pertenece a
esa clase.
2.2. El transistor como conmutador
Cuando el transistor está en corte se puede
comparar con un interruptor abierto y cuando está
en saturación es equivalente a un interruptor
cerrado.
Fig1. Transistor como conmutador
3. MATERIALES Y EQUIPO
Fuente DC
Resistencias de 1K Ω y 330 Ω
Transistor 2N3904
Transistor 2N3906
Diodo LED
DIP Switch
4. DESARROLLO Y
PROCEDIMIENTO
Considerando los valores necesarios para el
funcionamiento de un diodo LED y las condiciones
de funcionamiento para el diseño, se procedió al
cálculo de las resistencias para que el transistor
conmute en base al estado del DIP Switch.
Consideraciones:
VCC=5V
I
C
=13.6 mA
β=200
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Fecha: 20/10/

INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DIGITAL

Práctica 1

Lenin Arturo Calero Almeida

e-mail: [email protected]

Christian Adrián Castillo Hidrovo

e-mail: [email protected]

RESUMEN: Se realizará la implementación de circuitos de conmutación en los cuales tendremos elementos como resistencias, y un transistor (TBJ) el cuál actuará en corte y saturación en el encendido de diodos LED. PALABRAS CLAVE: Resistencias, Diodos, TBJ, Transistor.

1. OBJETIVOS

Diseñar e implementar circuitos digitales de conmutación con transistores de juntura bipolar. Analizar las condiciones para que el transistor sea utilizado como instrumento de conmutación en el circuito, es decir que trabaje en condiciones de corte y saturación. Identificar la forma de análisis y conexión para transistores TBJ NPN y PNP.

2. MARCOTEÓRICO

William Schockley invento el primer transistor de unión, un dispositivo semiconductor que permite amplificar señales electrónicas tales como señales de radio y de televisión, así como también se lo puede usar como oscilador, conmutador o rectificador. El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consta de dos capas de material tipo n y una de material tipo p o de dos capas de material tipo p y una de material tipo n. El primero se llama transistor npn y el segundo transistor pnp.

2.1. Tipos de Transistores

Transistor bipolar: El término bipolar refleja el hecho de que huecos y electrones participan en el proceso de inyección hacia el material opuestamente polarizado. Transistor unipolar: Si se emplea sólo un portador (electrón o hueco), se considera que es un dispositivo unipolar. El diodo Schottky pertenece a esa clase.

2.2. El transistor como conmutador

Cuando el transistor está en corte se puede comparar con un interruptor abierto y cuando está en saturación es equivalente a un interruptor cerrado. Fig1. Transistor como conmutador

3. MATERIALES Y EQUIPO

 Fuente DC  Resistencias de 1K Ω y 330 Ω  Transistor 2N  Transistor 2N  Diodo LED  DIP Switch

4. DESARROLLO Y

PROCEDIMIENTO

Considerando los valores necesarios para el funcionamiento de un diodo LED y las condiciones de funcionamiento para el diseño, se procedió al cálculo de las resistencias para que el transistor conmute en base al estado del DIP Switch. Consideraciones:

V CC = 5 V

I C =13.6 mA

Fecha: 20/10/

V LED = 2 V

I LED =13.6 mA

Sabiendo que se necesita manejar una corriente en el emisor-colector de 13.6 mA se procede a calcular la intensidad en la base necesaria para la saturación del transistor y su respectiva resistencia para alcanzar esta corriente

β = 200 Ic = β ∗ Ib Ib =

Ic

Ib =

1.63 mA

Ib = 58 uA

para calcular la resistencia de la base se utiliza el siguiente circuito equivalente

Vrb = 5 −0.7 V Vrb =4.3 V Vrb = Ir ∗ Rb

Rb =

Vr

Ir

Rb =4.

3 V

68 uA

Rb = 63 K 

Al utilizar un valor más aproximado a este 58K se obtiene una corriente en la base correspondiente a

Ir =

Vr

Rb

Ir =

4.3 V

50 K

Ir =74.13 uA

Por lo tanto, la Ib será de 74.13uA por lo que se asegura la saturación del transistor.

5. ANÁLISIS Y RESULTADOS

Las tablas a continuación presentan el estado de los LED de los diferentes circuitos, estos están en base a la configuración del transistor, verificando que para tal o cual circuito el transistor se encuentra en corte o saturación. TABLA 1.- TBJ NPN ENTRE CORTE Y SATURACIÓN VBB(Vdc) D1[ON/OFF] 0 OFF 5 ON Tabla 1, En corte LED apagado y en saturación LED encendido. TABLA 2.- TBJ PNP EN CORTE Y SATURACIÓN VBB(Vdc) D1[ON/OFF] 0 OFF 5 ON Tabla 2, En corte LED encendido y en saturación LED apagado. TABLA 3.- CONFIGURACIÓN TRANSISTOR NPN VBB(Vdc) D1[ON/OFF] D2[ON/OFF] 0 ON OFF 5 OFF ON Tabla 3, En corte LED1 encendido LED apagado y en saturación LED1 apagado LED 2 encendido. TABLA 4.- CONFIGURACIÓN TRANSISTOR PNP VBB(Vdc) D1[ON/OFF] D2[ON/OFF] 0 OFF ON 5 ON OFF Tabla 4, En corte LED1 apagado LED encendido y en saturación LED1 encendido LED 2 apagado.

6. CONCLUSIONES

 Durante la práctica se observó, que

cuando el circuito se encuentra saturado

el voltaje colector emisor es de 0.2V

 Al diseñar un circuito con transistor se

puede obtener un conmutador, teniendo

en cuenta, las zonas donde este se

encuentra en corte y saturación.

 Utilizar el transistor como switch permite

una infinidad de aplicaciones ya que

podemos gobernar una carga a partir de

una pequeña señal.

 El transistor trabajara en corte o

saturación de manera adecuada siempre

y cuando se tomen en cuenta

parámetros importantes como voltaje de

ruptura y corriente máxima que maneja

el transistor entre colector emisor,

7. REFERENCIAS

[1] R. Boylestad and L. Nashelsky, Electrónica , 1st ed. México: Pearson Educación, 2009. [2] P. Malvino, Principios de Electrónica , 1st ed. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana de España, 2000.