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Curvas de salida transistores BJT

Las curvas caracteru00edsticas de salida de un BJT representan la variaciu00f3n de corriente de Colector (IC) en funciu00f3n de la variaciu00f3n de tensiu00f3n entre el Colector y el Emisor (VCE), para diferentes valores de corriente de Base (IB) en una configuraciu00f3n de Emisor comu00fan.<br>

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Curvas de salida transistores BJT

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Presentation Transcript

  1. Curvas características de salida de los transistores BJT

  2. Las curvas características de salida de un BJT representan la variación de corriente de Colector (IC) en función de la variación de tensión entre el Colector y el Emisor (VCE), para diferentes valores de corriente de Base (IB).

  3. Igual que en el caso de las curvas características de entrada, se toma la configuración de conexión en Emisor Común por ser la más utilizada. En esta configuración el Emisor es común tanto para la entrada como para la salida. Salida Entrada Emisor

  4. Podemos representar estas curvas con ayuda del analizador de curvas IV en el simulador «Multisim». Para ello conectaremos el analizador IV del simulador a la Base, el Emisor y el Colector del transistor BJT 2N2222, como transistor de tipo NPN que es: Si damos doble click al símbolo del analizador nos aparece su ventana gráfica.

  5. En parámetros de simulación elegimos 0 voltios para empezar («Start») y 12 v para acabar («Stop»), en incrementos de 50 mv para VCE y valores entre 0 y 0,5 mA con 11 pasos para IB.

  6. Estos datos están basados en la conexión de una fuente de corriente a la Base (IB) y una fuente de tensión al Colector (VCE) en una configuración de Emisor Común.

  7. Al hacer clicken «Run» obtenemos 11 curvas en la ventana gráfica, una para cada valor de IB elegido:

  8. Con «Grapher» podemos ver las curvas de salida con cifras de Voltaje (VCE) y de corriente (IC). Se puede editar la gráfica. Podemos cambiar el fondo, añadir una cuadrícula, quitar valores negativos, adecuar las escalas de los ejes de coordenadas, dar mayor grosor a cada una de las curvas, etc.

  9. Recordar que cada una de las curvas corresponde a una corriente de Base (IB). IC (mA) IB = 500 µA IB = 450 µA IB = 400 µA IB = 350 µA IB = 300 µA IB = 250 µA IB = 200 µA IB = 150 µA IB = 100 µA IB = 50 µA IB = 0 A VCE (v)

  10. También podemos representar las curvas de salida de un transistor mediante la siguiente ecuación derivada de las ecuaciones de Ebers y Moll: - VCE VT 1 1 - e αR VCE IC IB = βF 1 + VA - VCE VT βF e + 1 βR VCE En donde es el factor «Early», que da la pendiente a las partes más «horizontales» de las curvas. VT es el voltaje térmico, 0,025 voltios. 1 + VA

  11. Si por ejemplo elegimos el transistor NPN 2N3904, con una βF (hFE) de 200 obtenida en las hojas de características técnicas:

  12. Si damos valores a IB desde 0 hasta 350 µA por ejemplo, en intervalos de 50 µA y a βRle damos el valor 0,7371 según el simulador ... βR αR = ... como , αR entonces será igual a 0,4243. βR + 1 Igualmente en el simulador, vemos que VA (Voltaje de Early) son 74,03 voltios.

  13. Así que nos queda la siguiente ecuación para las curvas de salida del 2N3904: - VCE 0.025 1 1 - e VCE 0,4243 IC 200 IB = 1 + 74,03 - VCE 0,025 200 e + 1 0,7371

  14. Si aplicamos la ecuación en «Geogebra», obtenemos las curvas de salida para cada uno de los valores de IB. IB = 350 µA IC (A) IB = 300 µA IB = 250 µA IB = 200 µA IB = 150 µA IB = 100 µA IB = 50 µA IB = 0 A VCE (v) A la izquierda las ecuaciones para cada valor de IB.

  15. Pero si comparamos las curvas obtenidas en la aplicación online de matemáticas y las que nos proporciona el fabricante en las hojas de características técnicas, observamos que no son del todo comparables: IC (A) IB = 350 µA IB = 300 µA IB = 250 µA IB = 200 µA IB = 150 µA IB = 100 µA IB = 50 µA IB = 0 A VCE (v)

  16. Esto es debido a que la ganancia de corriente βF (hFE) varía con la corriente de colector (IC). 210 190 170 150 130 110 20 30 40 50 60 Así que según aumenta la corriente de colector (de 10 a 60 mA, por ejemplo), la ganancia disminuye (de 210 hasta 110) a nivel de una VCE de 1 voltio.

  17. Si damos valores progresivamente menores a la ganancia, según aumenta la corriente de colector, de una forma menos pronunciada que como ocurre con una VCE de 1 v ...

  18. ... observamos que las curvas obtenidas en «Geogebra» se asemejan bastante más a las curvas que el fabricante nos ofrece en las hojas de características técnicas: IC (A) IB = 350 µA IB = 300 µA IB = 250 µA IB = 200 µA IB = 150 µA IB = 100 µA IB = 50 µA IB = 0 A VCE (v)

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