ESTA SEMANA TRABAJAREMOS CON EL HORARIO NORMAL, LES PIDO QUE
NO OLVIDEN SU MATERIAL Y TAMPOCO SU BATA.
LA PRÁCTICA PARA ESTA SEMANA ES LA SIGUIENTE:
IMPRIMIR Y PEGAR EN LA LIBRETA, CORTANDO LOS LADOS PARA QUE QUEDE SOLAMENTE EN LA PARTE DEL MARGEN. EL MATERIAL ESTA INDICADO EN LA PRÁCTICA.
PRACTICA NO. 3
“EL
TRANSISTOR”
a)
Datos generales:
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Semestre:
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PRIMER AÑO
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Laboratorio:
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ELECTRÓNICA, COMUNICACIÓN Y SISTEMAS DE
CONTROL 1
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Capacidad:
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6 MESAS DE 5 ALUMNOS, CON UNA CAPACIDAD DE 30
ALUMNOS POR GRUPO.
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b)
OBJETIVO:
Observar cómo
trabajan los transistores como amplificadores de corriente, controlando una
corriente grande (corriente de colector) con una pequeña corriente de base.
c)
TIPO DE PRÁCTICA
Los alumnos se encuentran ubicados por equipo, pero trabajan en forma
individual.
d)
ASPECTOS TEÓRICOS
Los
transistores son dispositivos semiconductores
con tres terminales de conexión. Un voltaje o corriente muy pequeña en
una terminal puede controlar grandes cantidades
de corriente a través de los otros dos pines o terminales, esto
significa que los transistores pueden ser utilizados como amplificadores o
interruptores. Existen dos familias principales de transistores: bipolares y de
efecto de campo.
Las tres terminales de un transistor
bipolar son el emisor, la base y el colector. La base es muy delgada y tiene
menos átomos dopados que el emisor y el colector. Por eso una pequeña corriente
de base-emisor causara que fluya una corriente mayor de emisor-colector.
Transistor,
en electrónica, denominación común para un grupo de componentes electrónicos
utilizados como amplificadores u osciladores en sistemas de comunicaciones,
control y computación. Hasta la aparición del transistor en 1948, todos los
desarrollos en el campo de la electrónica dependieron del uso de tubos de vacío
termoiónicos, amplificadores magnéticos, maquinaria rotativa especializada y
condensadores especiales, como los amplificadores. El transistor, que es capaz
de realizar muchas de las funciones del tubo de vacío en los circuitos
electrónicos, es un dispositivo de estado sólido consistente en una pequeña
pieza de material semiconductor, generalmente germanio o silicio, en el que se
practican tres o más conexiones eléctricas. Los componentes básicos del
transistor son comparables a los de un tubo de vacío tríodo e incluyen el
emisor, que corresponde al cátodo caliente de un tríodo como fuente de
electrones. El transistor fue desarrollado por los físicos estadounidenses
Walter Houser Brattain, John Bardeen y William Bradford Shockley de los Bell
Laboratories. Este logro les hizo merecedores del Premio Nóbel de Física en
1956. Shockley pasa por ser el impulsor y director del programa de
investigación de materiales semiconductores que llevó al descubrimiento de este
grupo de dispositivos. Sus asociados, Brattain y Bardeen, inventaron un
importante tipo de transistor.
Un cristal de
germanio o de silicio que contenga átomos de impurezas donantes se llama
semiconductor negativo, o tipo n, para indicar la presencia de un exceso de
electrones cargados negativamente. El uso de una impureza receptora producirá
un semiconductor positivo, o tipo p, llamado así por la presencia de huecos
cargados positivamente. Un cristal sencillo que contenga dos regiones, una tipo
n y otra tipo p, se puede preparar introduciendo las impurezas donantes y
receptoras en germanio o silicio fundido en un crisol en diferentes fases de
formación del cristal. El cristal resultante presentará dos regiones diferenciadas
de materiales tipo n y tipo p. La franja de contacto entre ambas áreas se
conoce como unión pn. Tal unión se puede producir también colocando una porción
de material de impureza donante en la superficie de un cristal tipo p o bien
una porción de material de impureza receptora sobre un cristal tipo n, y
aplicando calor para difundir los átomos de impurezas a través de la capa
exterior. Al aplicar un voltaje desde el exterior, la unión pn actúa como un
rectificador, permitiendo que la corriente fluya en un solo sentido Si la región tipo p se encuentra conectada al
terminal positivo de una batería y la región tipo n al terminal negativo,
fluirá una corriente intensa a través del material a lo largo de la unión. Si
la batería se conecta al revés, no fluirá la corriente.
Básicamente un transistor puede controlar una
corriente muy grande a partir de una muy pequeña. muy común en los
amplificadores de audio.
Los dispositivos semiconductores tienen muchas aplicaciones en la
ingeniería electrónica. Los últimos avances de la ingeniería han producido
pequeños chips semiconductores que contienen cientos de miles de transistores.
Estos chips han hecho posible un enorme grado de miniaturización en los
dispositivos electrónicos. La aplicación más eficiente de este tipo de chips es
la fabricación de circuitos de semiconductores de metal-óxido complementario o
CMOS, que están formados por parejas de transistores de canal p y n controladas
por un solo circuito. Además, se están fabricando dispositivos extremadamente
pequeños utilizando la técnica epitaxial de haz molecular. En la parte plana de
los transistores encontramos lo siguiente:
e)
DESCRIPCIÓN DE MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO
Materiales
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Cantidad
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Descripción
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1
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protoboard
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1
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porta pila
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1
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pila de 9
volts
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1mt.
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Alambre para protoboard del N0.22
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3
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resistencias de 68 kilohms A ¼ de watt
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1
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Resistencia de 270 ohms a ½ watt
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1
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Resistencia de 4.7 kohms a ½ watt
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1
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Resistencia de 10 kohms a ½ watt
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1
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Resistencia de 27 ohms a ½ watt
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1
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Resistencia de 390 ohms a ½ watt
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1
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Resistencia de 2.2 kohms a ½ watt
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1
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Resistencia de 560 ohms a ½ watt
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1
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LDR o fotoresistencia
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1
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Buzzer a 6 volts
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2
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condensadores de 47 microfaradios 25 volts
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2
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transistores 2N2222
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2
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Transistores 2N2926 o equivalente
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1
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Transistor BC558
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18
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leds de
colores
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1
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Diodo 1N4148
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1
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Interruptor 1 polo 1 tiro
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f) PROCEDIMIENTO
1.-
Verifique con tenga todo el material a utilizar
2.- ensamble
en el protoboard los circuitos de los diagramas, teniendo cuidado con la
polaridad de los
Leds y los capacitores electrolíticos.
3.- Observe
e identifique las terminales de los transistores para conectarlo adecuadamente.
Anote sus observaciones
4.- Una vez
terminado el circuito, verifique conexiones antes de conectar la pila de 9
volts.
5.-
Verifique nuevamente la polaridad de los leds
6.- Conecte
al circuito la pila de 9 volts con él porta pila
7.- Observe
cómo funciona el circuito y anote sus observaciones.
8.-
Desconecte la pila del circuito.
DIAGRAMA
FUNCIONAMIENTO
Este circuito puede ser
utilizado como un adorno en gorras, cinturones, autos, mochilas, cuadros, etc.
Los leds iniciarán destellos alternados de acuerdo a la descarga y carga de los
condensadores.
DIAGRAMA 2
Circuito de alarma activado por luz
FUNCIONAMIENTO
En
este caso se trata de un circuito conmutador por luz controlado por LDR que
tiene un zumbador o timbre que sonará como alarma cuando la LDR reciba
suficiente iluminación.
Es
de concepción bastante simple, dependiendo de la iluminación que recibe la
resistencia LDR su resistencia polariza a corte o a conducción el transistor
Q1, el cual gobierna a Q2 y éste a Q3. Cuando Q3 está en conducción (lo cual
ocurre cuando la LDR reciba suficiente iluminación ambiental), hará sonar el
zumbador (buzzer).
Q3
es un viejo transistor PNP de germanio AC128, actualmente ya descatalogado, por
lo que se podría sustituir por algún tipo PNP de silicio como por ejemplo
BC212B, BC558, BD136
(tipo de mayor potencia), etc..., y si es necesario, de debería aumentar un poco
el valor de la resistencia R5 (por ejemplo, a 560 ohm).
g) CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES
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h) CRITERIOS DE EVALUACIÓN
CUESTIONARIO:
1.- ¿Cuál es el nombre que se le da a
cada una de las terminales del transistor?
2.- Describe como identificas las
terminales del transistor para su conexionado
3.- En el transistor ¿Qué nos indica la Terminal con la flecha?
4.- Coloca el nombre a cada una de las
terminales del siguiente símbolo:
5.- ¿Cuáles son los tipos de
transistores bipolares existentes?
