Informe de Electronica Discrete e Integrada

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Universidad Tecnológica INACAP

Informe de Laboratorios

Electronica Discreta e

Integrada

11 de Julio de 2012

Alumno : Jonathan Leonardo Arias Huaiquil

Índice

1 Objetivos de la Experiencia 4

1.1 Laboratorio N°1 4

2 Materiales Utilizados 5

2.1 Materiales 5

2.2 Descripción 5

3 Circuitos a Medir 8

3.1 Laboratorio N° 1 8

Circuito N° 1 8

Circuito N° 2 11

Circuito N° 3 14

Circuito N° 1- Rectificador de media onda 15

Circuito N° 2- Rectificador de onda completa 17

Circuito N° 3- Rectificador de onda completa en puente 19

Circuito N° 3- Rectificador de onda completa mas filtro de condensador 21

TEST DE PREGUNTAS PREVIAS 23

Circuito N° 1- Circuito con transistor sin estabilización 25

Circuito N° 1- Circuito Amplificadores Operacionales 30

4 Conclusión 37

1 Objetivos de la Experiencia

En el presente documento tendremos los resultados de los laboratorios N° 1-2-3-4 del

curso Electrónica Discreta e Integrada ahora veremos los objetivos de cada uno de ellos

1.1 Laboratorio N°1

Utilizando un tester digital se deberá determinar los terminales de un diodo de unión.

Aplicando tensión DC se deberá obtener una tabla que permita graficar la curva

característica del Diodo. Medir Voltaje del Diodo

Aplicando tensión AC tendremos que obtener la curva característica del diodo a

través del osciloscopio.

Energizar diodos tipo LED y medir VD para diferentes colores.

Debemos observar y medir formas de ondas de circuitos rectificadores.

Medir los valores de tensión y corriente en circuitos rectificadores.

Conocer valores medio y eficaz de las ondas senoidales y no senoidales.

Observar los efectos del filtro de condensador.

Tendremos que comprobar el principio del funcionamiento de los transistores

También hay que demostrar que el IC depende de IB en zona activa del transistor

Observar el comportamiento del transistor en las zonas de corte y saturación

Medir el punto de operación punto Q del transistor

Comprobar la importancia de RE para la estabilidad del punto Q del transistor.

Comprobar en forma práctica la operación del Amplificador Operacional en algunos

circuitos con amplificador no inverso y amplificador inverso modificando sus

resistencias de los circuitos y así ver los tipos de ondas reflejadas en el osciloscopio.

2 Materiales Utilizados

Los materiales por mencionarse son todos los ocupados e implementados en todas

las experiencias a lo largo de este semestre, las cantidades no serán mencionadas por

motivo que para todas experiencias algunos de ellos se repetían.

Las herramientas como alicates de puntas, conectores, etc. No se darán descripción.

2.1 Materiales

Osciloscopio de dos canales

Transformador reductor. con punto medio

Fuentes de alimentación DC

Tester

Resistencias Eléctricas

diodos 4007

Diodo Led

Condensades, 50 V.

Transistor. 2N2219

Protoboard.

2.2 Descripción

Osciloscopio de dos canales

Es un instrumento que nos permite visualizar los fenómenos transitorios, las ondas

de los circuitos eléctricos o electrónicos

Transformador reductor. con punto medio

Es un dispositivo constituido por dos o más bobinas (devanados o arrollamientos)

que transfiere energía de un circuito a otro por vía electromagnética.

Fuente de Alimentación DC

La fuente de alimentación como bien dice su nombre nos provee de alimentación

DC todo pasa por un transformador que toma nuestra corriente domiciliaria que es

corriente alterna, pasa por el rectificador y por ultimo por el filtro

Tester:

El tester utilizado en la experiencia es un instrumento de medición. Con él cual

podemos medir tensión, corriente y resistencia entre otras.

Resistencia eléctrica:

Se puede decir que corresponde a un dispositivo que pone cierta oposición al paso

de la corriente y todo depende de su valor ohmico, las franjas de colores de estas

resistencias nos daban a conocer su capacidad de resistividad.

Diodo IN 4007:

Un diodo es un elemento compuesto por el lado P y el lado N, donde tenemos el

ánodo y el cátodo. Para la polarización directa daremos el positivo en el lado ánodo

y para una polarización inversa daremos el positivo en el lado cátodo. También el

Diodo 1N4007 conduce una corriente máxima de 1 Amperios y soporta una tensión

inversa de 1000 Voltios y es lento. Se utiliza para rectificar a la frecuencia de la red

(50 o 60 Hz). Suele ser de plástico.

Diodos LED:

El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que

al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz. Existen diodos LED de varios

colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo,

verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros. Eléctricamente el diodo LED se

comporta igual que un diodo de silicio o germanio.

Condensadores

Es un elemento de dos conductores metálicos aislados entre sí y su característica

principal es de almacenar energía eléctrica

Transistor 2N2219

Es un aparato que funciona a base de un dispositivo semiconductor que cuenta

con tres terminales, los que son utilizados como amplificador e interruptor.

Protoboard

Es una placa o tablero en el cual se desarrollan los circuitos ya que consta de

orificios conectados eléctricamente entre si. Se sigue el patrón de líneas en el cual

se insertan los componentes electrónicos

3 Circuitos a Medir

A continuación se mostraran los laboratorios de electrónica discreta e integrada, esto se divide en

4 laboratorios a lo largo del curso.

3.1 Laboratorio N° 1

Circuito N° 1

Se deberá ajustar la fuente de poder desde 1 volt, con un incremento de 1 hasta llegar

a 10 volt. Tendremos que completar la tabla y procederemos a graficar la curva

característica del diodo de unión.

Circuito

Luego de implementar el circuito n° 1 ajustaremos nuestra fuente de poder partiendo

de 1 volt, e ir incrementando de 1 volt en 1. Anotar en tabla A los datos

adquiridos por tal medición y luego realizar la curva pertinente.

VOLTMEDICIÓN

ID (mA) VD (Volt)

1 1,80,002

2 1,5 0,66

3 0,1 0,69

4 0,014 0,70

5 0,019 0,71

6 0,023 0,72

7 0,028 0,73

8 0,032 0,74

9 0,037 0,74

10 0,042 0,76

Tabla A

Luego de haber realizado todas las mediciones de la tabla A debemos invertir el diodo

de modo de polarizarlo inversamente, aumente la fuente de poder de 1 volt en 1,

y así completar tabla B.

VOLTMEDICIÓN

ID (mA) VD (Volt)

1 0 0.99

2 0 1.88

3 03.11

4 0 4.02

5 0 4.96

6 0 5.95

7 0 7.07

8 0 7.97

9 0 8.93

10 0 10.11

Tabla B

Circuito N° 2

Realizar el siguiente circuito.(Modificado en laboratorio)

Arme un circuito y complete la siguiente tabla

Circuito

Características Diodo 1 Diodo 2 Resistencia

Tensión 0.75 0.75 8.51

Corriente

220 ΩV=10 V.

D1 D2.

Circuito

Tensión 0.60 0.92 0

Corriente

V=10 V.

D1 D2.

220 Ω

Circuito

Tensión 0.74 -04.22 09.19

Corriente

D1 D2.

V1=5 V. V2=10 V.

220 Ω

Circuito N° 3

Identifique los terminales del diodo Led utilizando un tester digital.Este

procedimiento es semejante al empleado en el punto 1 del objetivo A Debe

dejar registrado los valores para diferentes tipos de diodos led, indicando la

dimensión del mismo. (3mm o 5 mm)

Utilizando diodos led de diferentes colores implemente el circuito de la figura de

modo de medir la corriente y la diferencia de tensión entre sus terminales.

Circuito

Diodo Led

(Color)ID (mA) VD (Volt)

Rojo 2.8

Amarillo 2.86

Blanco 1.79

A partir de los circuitos mostrados en cada figura realice los correspondientes

montajes y a continuación mida y anote los valores mas las formas de ondas

observadas

Circuito N° 1- Rectificador de media onda

Circuito

Trace la forma de onda de los voltajes del devanado secundario y de la carga

Calcule y mida según corresponda los siguientes valores para el circuito

Finalmente dibuje la forma de onda de los valores que

Valores característicos Calc. Med.

Tensión de secundario eficaz (V) 13.4 13.18

Tensión de secundario peak (V) 37.5 18.2

Tensión de la carga eficaz (V) 3.1 3.13

Tensión de la carga peak (V) 18.0 17.6

Tensión de la carga media(V) 5.72 5.76

Frecuencia de señal de salida (Hz) 50 50

Tabla 1

Dibujo de Curvas

Circuito N° 2- Rectificador de onda completa

Trace la forma de onda de los voltajes del devanado secundario1, devanado

secundario2 y de la carga. Calcule y mida según corresponda los siguientes valores

para el circuito

Finalmente dibuje la forma de onda de los valores que solo pudo calcular

CHI V/DIV CH2 V/DIV TIME S/DIV

Circuito

Finalmente dibuje la forma de onda

Valores característicosCalc

Tensión de secundario Peak (V) 18.2 18.3

Tensión de la carga media(V) 5.66

Tabla 2

Dibujo de Curvas

Circuito N° 3- Rectificador de onda completa en puente

NOTA: Esta medición en particular puede ser necesario dejar el osciloscopio en

modo DIFERENCIAL

Calcule y mida según corresponda los siguientes valores para el circuito.

Finalmente dibuje la forma de onda de los valores que solo pudo calcular

Circuito

Finalmente dibuje la forma de onda de los valores que

Valores característicosCalc

Tensión de la carga media(V) 5.34

Frecuencia de señal de salida (Hz) 50 49.99

Tabla 3

Dibujo de Curvas

Circuito N° 3- Rectificador de onda completa mas filtro de

condensador

ATENCION: Todo condensador electrolítico tiene polaridad, por lo que debe estar

atento al momento del montaje de condensador y evitar un uso negligente del mismo

en el circuito

Trace la forma de onda de los voltajes del devanado secundario y de la carga para

los distintos valores de condensador sugeridos en la guía

Calcule y mida según corresponda los siguientes valores para el circuito,

Circuito

Valores característicos Calc. Med.

Tensión de la carga media(V) 1.2 1.08

Tabla 3

TEST DE PREGUNTAS PREVIAS

1.- ¿Cómo se puede identificar el tipo y verificar estado del transistor utilizando

multitester?

Primero necesitamos poner el multitester En ohm y debemos poner una de las

puntas en una de los terminales del transistor y tocar con la otra, una por una, las

otras dos hasta que encuentres un terminal que te dé continuidad con las otras dos

(si no se encuentra, se invierte la polaridad de las puntas de prueba).

2.- ¿Cómo se puede reconocer los terminales del transistor?

Primero debemos identificar la base, se hace buscando el pin que indique como un

diodo con los otros dos terminales (es decir la base viene a ser el pin común), en

ese momento has encontrado la base, si lo lograste con la punta positiva del

multímetro quiere decir que la base es positiva y que el transistor es tipo “NPN”, y si

es la punta negativa será “PNP”.

3.- ¿De qué depende la corriente de colector?

Depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de corriente

de un amplificador, es un dato del fabricante) y de las resistencias que hayan

conectadas en el colector y emisor).

4.- ¿Cuáles son las zonas de operación que tiene el transistor?

Son tres, el primero es, Zona de Corte es donde la tensión de base no es lo

suficientemente alta para que circule corriente por la unión base emisor, por lo que

la corriente de colector es igualmente despreciable, estado de operación y el último

es el estado de actividad. Zona Activa es la zona más importante, ya que transistor

funciona en esta etapa cuando lo utilizamos para amplificar señales y por ultimo esta

la Zona de Saturación de esta se puede entender que el transistor ha entrado en

saturación si el voltaje del colector es inferior a la tensión base-emisor.

5.- El parámetro β varía con respecto a la temperatura. ¿?

Claro que si ya que el aumento de temperatura ambiente influye positivamente en

el aumento de dicha corriente, el aumento de la temperatura de la unión del diodo

colector aumenta el número de los portadores minoritarios y por tanto, se produce

un aumento de la corriente de colector.

6.- ¿Qué entiende por estabilidad térmica del transistor?

Cuando el transistor trabaja de forma normal a eso se le llama estabilidad, pero si

el transistor pierde corriente o se desequilibra entra en estado de saturación o en

estado de corte.

7.- ¿Cómo se puede mejorar la estabilidad térmica del transistor?

- En el emisor poner una resistencia al punto común para que produzca una caída

de tensión a la corriente de reposo, de una fracción de la alimentación.

- Poralizamos la base por medio de un divisor de tensión con dos resistencias

entre alimentación base-punto común de forma que circule por ellas una corriente de

varias del punto de reposo. Cuando hablamos de “a” cuanto más grande sea la

fracción de la tensión mejor es su estabilidad. Cuando hablamos de “b” cuando más

corriente en el divisor resistivo mejor es su estabilidad.

Circuito N° 1- Circuito con transistor sin estabilización

1.- Arme el circuito de la figura N°1 con RB=10 KΩ; RC=100Ω; Vcc= 6 V.

Circuito

2.- Ajuste el voltaje VBB (entre 0 V y 5 V) y con el tester mida los voltajes indicados en

la tabla y observe la intensidad luminosa del diodo LED para completar la tabla

VBB (V) VRc(V) VRB(V) VCE(V)

Intensidad

luminosa del

Estado del

transistor

0 0 0 3.7 Nada No conduce

1 5.6 Mv 0.9 mV 3.7 Muy baja Si conduce

2 0.68 V 0.4 V 2.7Mayor intensidad

pero bajaSi conduce

3 2.0 V 1.7 V 1.5 V Intensidad media Si conduce

4 3.1 2.8 V 0.4 V Mayor intensidad Si conduce

5 3.5 3.7 168 mV Intensidad alta Si conduce

3.- Reajuste el voltaje VBB de manera tal de tener el voltaje en la resistencia Rc un

valor de 1V, varie el voltaje Vcc a un voltaje de 12 V y anoete el nuevo valor del

voltaje de la resistencia RC. ¿Qué puede concluir al respecto?

Con respecto a la pregunta realizada anteriormente igo que al aumentar el voltaje

Vbb Rb es directamente proporcional y VCE es inversamente proporcional y VRC

también aumenta pero en proporciones diferentes.

4.- Arme el circuito de la figura N°2 con RB = 470 Ω, RC = 100 Ω; Vcc 12 V.

Circuito

5.- Ajuste el voltaje VBB (entre 0 V y 12 V) y con el tester mida los voltajes indicados

en la tabla y observe la intensidad luminosa del diodo LED para completar la

tabla N°2

VBB (V) VRc(V) VRB(V) VRE(V) VCE(V)

Intensidad

luminosa

del Led

Estado

transistor

0 0 0 0 0 NadaNo

conduce

1 0.4 15.8 0..5 8.2 Muy bajaSi

conduce

2 1.1 36.7 1.2 6.7

intensidad

pero baja

conduce

4 2.9 95.5 3.1 2.6Intensidad

conduce

8 3.2 112.2 5.2 1.3Mayor

intensidad

conduce

12 4.3 128.4 7.4 0.26Intensidad

conduce

6.- Repita el paso (3), del procedimiento con el circuito de la figura N° 2.

7.- Tendremos que armar el circuito de la figura N° 3, con resistencias con un valor de

R1 = 150 kΩ, R2 = 10 kΩ; RE = 1 kΩ y Vcc = 24 V.

8.- Por consiguiente tendremos que medir y anote los valores de:

IB = 1.61 mA

IC = 1.61 mA

VRc = 1.01

VRE = 0

VBE = 0

VCE = 8

Circuito N° 1- Circuito Amplificadores Operacionales

Circuito Inverso

1.- Mida las tensiones de polarización del AOP V+= ___+12___; V-=__-12____

2.- Aplique una señal sinusoidal de entrada de vi= 400mVpp y 1KHz.

3.- Mediante el osciloscopio: observe, mida y dibuje, acotada y sincronizadamente la

señal de entrada y la de salida.

Dibujo de Curvas

Calcule la ganancia de tensión del circuito como :

Av=vo/vi Se amplifica 14 Veces.

Compruebe que:

Av=-R2/R1 -10.

Verifique con otros valores de resistencias.

CHI 240_V/DIV 3.36 CH2 V/DIV TIME 40 ms_S/DIV

Resistencia =150kΩ y se amplifica 10.8 veces.

Resistencia =60kΩ.

CHI 500 mv V/DIV CH2 5.49 V/DIV TIME300 ms S/DIV

CHI 500mv V/DIV CH2 3.20 V/DIV TIME 220 ms S/DIV

Arme un Circuito amplificador no inversor

Siguiendo el procedimiento anterior, verifique en forma practica, y para

Distintos valores de resistencias que:

Av=1+R2/R1 Se amplifica 12.36 Veces.

Coso 1

Resistencia =10 y 100 kΩ.

CHI 440mv V/DIV CH2 5.00 V/DIV TIME 280 ms S/DIV

Coso 3

CHI 420mv V/DIV CH2 3.20 V/DIV TIME 2.8 ms S/DIV

CHI 500mv V/DIV CH2 500 V/DIV TIME 2.5 ms S/DIV

Arme un circuito sumador inversor. Observe y dibuje la señal de salida para ondas de

entrada: cuadradas, sinusoidales y triangulares.

Caso 1

Resistencia = todas de 10 kΩ.

Caso 2

Resistencia = 10. 10 y 60 kΩ.

Caso 3

Resistencia = 10,10 y 100 kΩ.

4 Conclusión

Se entregaron todas las experiencias vividas en los laboratorios de Electrónica

primero se hizo una pequeña reseña de los materiales utilizados a lo largo de estos

laboratorios y luego fuimos analizando y dando respuesta a cada uno de los

problemas que se planteaban en los diferentes casos.

Por conclusión después de resolver y analizar, nos damos cuenta como actúa la

corriente en diferentes casos o su voltaje, hasta su frecuencia se ve que podemos

modificar, ya sea agregando un par de diodos, un condensador, un amplificador de

onda, etc., esto nos da la posibilidad de saber los componentes y comprender el

comportamiento de nuestros artículos electrónicos de hoy en día.

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