De la família de corbes característiques d'un BJT, les de sortida són les més utilitzades a l'hora de dissenyar circuits on intervé aquests component.  A la fig. 1 s'indiquen aquestes corbes:  I_C(V_CE)  per a diferents valors de  I_B .

fig. 1

            En aquesta pràctica determinarem les característiques abans esmentades corresponents a un  BJT  NPN  2N3904 . El circuit a emprar s'indica a la  fig. 2 . La resistència interna del voltímetre  V  haurà de ser prou elevada de manera que el corrent absorbit per aquest es pugui menystenir en front dels valors del corrent  I_C  -raoneu-ho. Per verificar que es compleix aquesta condició només cal comprovar que al desconnectar el voltímetre del circuit la lectura del   mA   no variï -raoneu-ho.

fig. 2

            A la fig. 3 s'indica una possible planificació del muntatge del circuit a la protoboard i a la fig. 4, la fotografia.

fig. 3

fig. 4

            Relació de components:

            Totes les resistències poden ser de   0,25 W   de dissipació.

            Procediment:

           • Emprant  una   resistència   R_B    de  270 kΩ  , començarem  per  fixar  un  valor màxim per a  I_B , per exemple  100 μA , i determinarem la gràfica   I_C(V_CE)  corresponent, prestant atenció a la transició de la zona activa a la zona de saturació  per la qual cosa ajustarem els valors de  V_CE  de forma convenient.  Una taula de valors obtinguda pot ser, per exemple, la següent:         

taula 1

            A   la   fig. 5   es  representa  la  gràfica  en  vermell.  S'observa   que   aproximadament   a   partir   del   punt    (V_CE = 1,5 V ;  I_C = 13,85 mA)  la gràfica comença a corbar-se la qual cosa ens diu que estem damunt de la frontera entre les zones activa i de saturació. Per determinar aproximadament aquesta frontera es pot dibuixar una branca parabòlica que passi per aquest punt i per l'origen de coordenades, tal com s'indica amb color verd. Per dibuixar aquesta paràbola podem trobar la seva equació:

taula 2

 fig. 5

            • La  resta  de  valors  constants  a  prendre  per  a   I_B   poden  ser,  per  exemple:  60 μA , 30 μA   i  10 μA . L'ajust de cada valor de   I_B   es facilita emprant el valor més elevat possible de  R_B  que permeti aconseguir el valor desitjat -raoneu-ho i comproveu-ho. Les gràfiques corresponents a valors de  I_B  diferents als indicats, s'obtindran, com es veurà, mitjançant una interpolació gràfica. La taula de valors obtinguda ha estat, per exemple, la següent:

taula 3

on únicament hem trobat punts de la zona activa.  Afegint aquests valors a la fig. 5, tenim la fig. 6 .

fig. 6

            • Podem representar les dades de les taules 1 i 3 d'una altra manera dibuixant les gràfiques  I_C(I_B)  amb  V_CE  constant. La taula 4 recull les dades d'aquesta altra manera:

taula 4

            A la fig. 7  es representen els valors de la taula 4.

fig. 7

            • De la  fig. 7  ja podem interpolar qualsevol altra corba   I_C(V_CE)  per a la   I_B   constant que ens interessi afegir a les gràfiques de la  fig. 6 ; per exemple,  I_B = 20 μA ,  40 μA ,  50 μA ,  70 μA ,  80 μA   i  90  μA  :

            Observació: com que només interessen els trams pràcticament rectilinis de la zona activa, s'han pres només dos valors per a   V_CE .

taula 5

            A la  fig. 8 es representen els valors de la  taula 5 . Així, tenim les característiques de sortida del BJT per a valors de  I_B  des de   10 μA   fins a  100 μA   en intervals de  10 μA .

fig. 8

           • A partir de les gràfiques de les fig. 7 o 8 es poden obtenir paràmetres importants del  BJT  en la zona activa, per a un determinat punt de treball  Q :

A més, es pot fer també una estimació de  h_ie :

            En la unió base-emissor recordem que es compleix:

           A   la   fig. 9   s'indiquen   dos  exemples  de  determinació  d'aquests  paràmetres,  on  s'han  emprat  les  gràfiques de la fig. 8. Per estimar el valor de   h_ie   s'ha pres   η = 1,5 .

fig. 9

             Raoneu aquests exemples.

Escriure un comentari