UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA, COMPUTACIÓN Y CONTROL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I
PRÁCTICA 4 POLARIZACIÓN Y APLICACIONES DE TRANSISTORES FET
1.
OBJE OBJETI TIV VO
Esta práctica tiene como propósito: Reconocer algunas de las características de los transistores de efecto de campo (JFET, MOSFET) en sus distintas zonas de operación. Obtener nociones acerca de la polarización de los transistores.
2.
TRAB TRABAJ AJO O PREV PREVIO IO
Esta práctica de laboratorio se desarrolla con un dispositivo nuevo para el alumno y en la que debe obtener una serie de puntos de medición a fin de reconocer algunas características básicas del transistor. Es recomendable para el estudiante prestar la mayor atención posible al trabajo práctico a fin de culminar con éxito todos los puntos de medición propuestos. Los transistores a utilizar son del tipo JFET (MPF 102 o MPF 802) y MOSFET (2N7000, BS170 ≈ 200mA como mínimo) Además de o algún transistor equivalente, preferiblemente de encapsulado TO-92 e I D adquirirlos el alumno debe conseguir la hoja de datos de dichos dispositivos. El alumno debe: max
1. Obtener Obtener los component componentes es requeridos requeridos y realizar realizar el montaje montaje correspondi correspondient ente. e. ( RG = 10Ω, R G = 20kΩ, R G = 10kΩ, R D = 2,2kΩ, R D = 1,5kΩ, R S = 1kΩ, motor DC). 1
1
2
2
3
1
2. Investi Investigar gar como marco teórico de pre-laboratori pre-laboratorio o la definición definición de un transistor transistor FET, sus zonas de operación operación y cómo polarizarlos. 3. Preparar Preparar una hoja de datos para el trabajo trabajo de laboratorio laboratorio..
3.
3.1. 3.1.
TRAB TRABAJ AJO O DE DE LAB LABORA ORATORIO TORIO
Polar Polariza izació ción n de dell FET FET
Para el circuito de la figura 1: 3.1.1 3.1 .1 Coloque Coloque una tensió tensión n de 15V en la fuente denominada V DD DD . 3.1.2 Desde Desde cero, varíe varíe la tensió tensión n de la fuente fuente V V GG GG hasta obtener una corriente igual a cero sobre la resistencia R D . Explique que está ocurriendo según sus observaciones. Anote el valor de tensión de V GG GG en el que ocurre este fenómeno. Para el circuito de la figura 2: 1
V DD
RD
2
V DD D G
RD
1
S D RG
RG V GG
RS
2
1
1
G
S
Figura 1: Barrido de parámetros de polarización.
Figura 2: Variación de la polarización del FET.
3.1.3 Varíe el potenciómetro de un extremo a otro del cursor, notando los cambios en cada terminal del transistor (G, D, S). Realice 8 mediciones para completar la siguiente tabla:
Tabla 1: D ( V)
Medición 1 2 . . 8
3.2.
¯ V D ¯ V D
1
± ∆V D1
2
± ∆V D2
¯ V D
8
G (V) V ¯G V ¯G
. .
1
± ∆V G1
2
± ∆V G2
V ¯G
± ∆V D8
. .
8
± ∆V G8
S ( V) V ¯S V ¯S
1
± ∆V S1
2
± ∆V S2
V ¯S
8
. . ± ∆V S8
APLICACIÓN FET: DRIVER DE CORRIENTE PARA MOTOR DC
Para el circuito de la figura 3: V DD
M 1 M D
RG
3
2N7000 G
S
Figura 3: Driver de corriente para motor DC.
2
3.2.1 Ajuste el potenciómetro de tal manera que el terminal G (gate) esté a una tensión igual a cero voltios. 3.2.2 Midiendo en los terminales G y D simultáneamente, aumente lentamente la tensión en el terminal G con el potenciómetro, hasta que el motor M 1 comience a girar, anote el valor de tensión en el que ocurre este fenómeno. Siga aumentando la tensión hasta alcanzar el valor máximo ( V DD ). ¿Qué ocurre con la velocidad de giro del motor? 3.2.3 Disminuya la tensión en el terminal G hasta que el motor deje de girar. Tome nota de la tensión a la cual ocurre este fenómeno y compárela con la tensión obtenida en el punto anterior. Explique.
4.
Notas
Al efectuar su montaje tenga especial cuidado en disponer los componentes ordenadamente de manera tal que cualquier punto sea fácilmente accesible para su medición y para que el circuito implementado pueda entenderse rápidamente. Recuerde que cualquier medición que usted efectúe, ya sea directa o indirecta, no es un valor en particular sino un rango de valores dentro del cual se encuentra el valor verdadero, por ello debe acompañar a todo valor postulado de un error. Por otro lado y no menos importante resulta el hecho de que la única manera de establecer relaciones de igualdad y orden entre las magnitudes predichas teóricamente y las experimentales es a través de estos rangos de incertidumbre. Para todas las resistencias utilice y considere tolerancias del 5 % y potencias máximas de 1 /4 W.
5.
INFORME
Elabore un informe de la práctica que por lo menos contenga los siguientes aspectos: 1. Objetivos. 2. Presentación de Resultados. Tablas de datos y/o gráficas (si aplican) obtenidas de todas las actividades realizadas. 3. Análisis de Resultados. Interpretando los resultados anteriores comente acerca del comportamiento del transistor. Además, conteste las siguientes preguntas: ¿Cuál es la diferencia más notable del transistor FET en comparación con el transistor BJT? • ¿Existe efecto de carga por parte del motor en el circuito que controla la tensión en el terminal G? Explique. •
Explique el fenómeno ocurrido en la tensión en el terminal G cuando el motor comienza y deja de girar. Para la actividad 3.1.3 explique los fenómenos presentados al variar el valor de cada potenciómetro, es decir, comente por qué y de qué forma varían los parámetros de los transistores en estudio. 4. Conclusiones. En base a sus análisis de resultados de cada parte de la práctica realice la conexión de los fenómenos observados con la teoría adquirida en su clase y con ayuda de un libro texto. Recuerde que la sección de conclusiones de su informe debe contener sólo aquellos conocimientos alcanzados a través de la realización de la experiencia y que constituyen su aprendizaje durante la realización de la práctica. Por otro lado las conclusiones ¡NO! son un resumen de la teoría involucrada en la experiencia.
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