ESTUDIO DEL TRANSISTOR EN BASE COMÚN

Transistor de base común

Análisis de las características de colector en base común 

El circuito a utilizar para hallar las curvas del transistor sería el siguiente:

Circuito práctico para hallar las curvas características del transistor

Para analizar las características se comienza con S₁ abierto. Si V_cc  es cero, V_BC será cero e I_C será, asimismo, cero, valor que indicará el miliamperímetro del circuito de colector.

Si S₁ permanece abierto, con lo que I_E = 0, se puede representar la curva de I_C en función de V_BC (variando la tensión de continua V_cc ).

Esta corriente, I_C , con I_E = 0 es la I_CO o corriente de fuga, siendo el valor mínimo que puede tomar I_C a una temperatura dada.

Las curvas obtenidas son de la siguiente forma:

Curva característica de salida del transistor en base común

Con S₁ cerrado y variando V_EE se regula la I_E hasta conseguir el valor para el cual se quiere determinar la curva.

Para cada uno de estos valores, variando V_cc  se obtienen incrementos de V_BC,

que se leen en el voltímetro del circuito de salida, así como variaciones de I_C, consiguiendo una familia de curvas para cada valor de I_E.

A la vista de las curvas obtenidas, se aprecia como característica de éstas el que la I_C permanece prácticamente constante y de un valor aproximado a la I_E.

Se define α_dc como la relación entre la corriente I_EC, que procedente del emisor pasa al colector, y la propia I_E del emisor, que nos dará una idea de en qué proporción esto ocurre.

Como I_EC no se puede medir, sino solamente se mide I_C conviene expresar el valor de I_EC en función de intensidad.

I_c = I_EC + I_co

I_EC = I_c – I_co

α_dc = I_EC / I_E = I_c – I_co / I_e    [ V_c = cte.

y como I_c  >> I_co tenemos:

α_dc = I_C / I_E   [ V_c = cte.

α_dc viene dada por un valor constante de V_BC.

Para poder medir el valor de α_dc , primero se mantiene fija la tensión de colector e igual al valor para el que se quiere medir α_dc, y con el circuito de emisor abierto se mide el valor de la I_co ; una vez realizado esto, se cierra el circuito de emisor midiéndose valores de I_C y de I_E. Sustituyendo dichos valores en la expresión a se obtiene su equivalente numérico.

Para corrientes alternas se tiene un valor de α , que se define como α_ac , cuya relación será:

α_ac = Ʌ I_EC / Ʌ I_E   [  V_c = cte.

como:

I_EC = I_c – I_co

I_EC + Ʌ I_EC = I_c + Ʌ I_c – I_co

Ʌ I_EC = Ʌ I_c

se tiene:

α_ac = Ʌ I_c / Ʌ I_E    [ V_c = cte.

El valor de α está comprendido entre 0,9 ÷ 1 y, en cierto sentido, representa el factor de amplificación que el transistor tiene como elemento en su configuración de base común.

Características fundamentales del transistor en BC

• Resistencia estática de salida:

Se define como el cociente entre la tensión V_BC y el valor de la I_C que circula.

R_est = V_BC / I_c

• Resistencia dinámica de salida:

Es el cociente entre un incremento o variación de V_BC y el correspondiente de I_C.

El valor de la resistencia dinámica de salida coincide con el de la pendiente de la curva característica que se tome (se mide para un valor constante de I_E ).

Los valores de la resistencia descrita son de un orden elevado.

R_din = Ʌ V_BC / Ʌ I_c

• Características de entrada:

La característica es la de un diodo normal polarizado directamente.

Curva característica del transistor en base común igual a la de un diodo normal polarizado directamente

Si V_BC = 0 , es la de un diodo de germanio (Ge) o silicio (Si).

La resistencia estática y la dinámica son muy pequeñas, del orden de 200 y 100 ohmios.

• Expresión de la corriente de colector:

El valor de la I_c venía dado por I_c = I_EC + I_co .

Interesa expresarlo en función de magnitudes medibles en el circuito.

Por tanto:

I_c = I_EC + I_co

α = I_EC / I_E 

donde

I_EC = αI_E

Obteniéndose:

I_c = αI_E + I_co

Conclusiones del estudio del transistor en base común

Analizando esta conexión se puede razonar que el transistor amplifica en tensión y en potencia, ya que el circuito de entrada es de pequeña impedancia por ser una unión PN polarizada directamente, mientras que la impedancia del circuito de salida es muy grande por ser una unión polarizada inversamente, siendo la I_C del mismo orden que la I_E.

Se llega igualmente a la conclusión de que no amplifica intensidad, ya que la de salida I_C es algo menor que la de entrada I_E , siendo por tanto la ganancia de intensidad menor que la unidad.

Se puede comprobar que la resistencia de entrada es pequeña y la de salida grande analizando las curvas características de entrada y de salida.

Las curvas características de salida de un transistor en base común (BC) tienen tres zonas perfectamente definidas, como bien podemos ver en la siguiente imagen:

Curvas características de salida de un transistor en base común con sus tres zonas definidas

1. La llamada zona de saturación.

2. La zona de trabajo.

3. La zona corte.

En la zona de trabajo la señal se reproduce sin distorsión. En las de corte y de saturación se producen grandes limitaciones de la señal. Estas zonas se utilizan, por ejemplo, cuando el transistor trabaja en conmutación.

Escrito por Archie Tecnology

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