Curvas de salida

Curvas de salida

Las curvas de salida son la representación gráfica de las características de comportamiento, o de funcionamiento en la salida de un Transistor Bipolar.

Estas curvas vienen dadas por la relación entre la Corriente de Colector (iC) y el Voltaje Colector-Emisor (vCE) del dispositivo.

Recordar que estas características se dan en la configuración de Emisor Común, en la que el Emisor es terminal común tanto para la entrada (terminal de la Base), como para la salida (terminal del Colector) de la señal.

En el caso del BC 337 podemos consultar estas curvas en las hojas de características técnicas del transistor:

Curvas de salida del BC 337 en las hojas de características

Se trata de múltiples curvas, una por cada Corriente de Base (iB), en las que cuando se llega a un valor determinado de la Corriente de Colector (iC), el valor del Voltaje entre el Colector y el Emisor (vCE) se mantiene prácticamente constante y por mucho que aumentemos esta última, iC no varía.

Por otro lado, se puede comprobar que para un valor fijo de VCE, pequeñas variaciones en iB provocan grandes variaciones en iC. Esto nos indica la capacidad del transistor para amplificar corrientes.

Valores máximos de IC y de VCE del transistor BC 337

Llegados a este punto, deberíamos conocer estos valores máximos de IC y de VCE de este dispositivo.

Si dejamos funcionar al transistor por encima de estos valores máximos podemos destruir el dispositivo.

Estos valores pueden ser consultados en las hojas de características técnicas:

Valores máximos del BC 337

El Voltaje máximo entre el Colector y el Emisor (VCEO) es igual a 45 v y la Corriente máxima de Colector (IC) son 800 mA.

Determinar las curvas de salida en el simulador.

Nosotros mismos podemos hallar las curvas de salida de cualquier transistor mediante el simulador.

Diseñemos el siguiente circuito con el transistor BC 337:

Se trata de un circuito básico en el que vamos a polarizar de forma inversa el Colector del transistor mediante una pila VCC, a la que en principio damos el valor inicial de 0 voltios. 

Igualmente, polarizamos pero de forma directa la Base del transistor mediante otra pila VBB, a la que también damos el valor inicial de 0 voltios. 

Por último, añadimos una resistencia (RB) de 100.000 𝞨 a la base del transistor. Esta cantidad se toma por defecto y cualquier otra también puede servir, pues obtendremos las mismas curvas de salida, aunque en un rango diferente.

Después del diseño pasamos a realizar un análisis y simulación de tipo "DC Sweep":

Indicamos como primera fuente de alimentación (Source 1) la pila VCC y le damos valores de 0 a 45 voltios en incrementos de 1 en 1.

Como segunda fuente de alimentación (Source 2) ponemos la pila VBB y le damos valores de 0 a 700 voltios en incrementos de 100 en 100.

A continuación elegimos como variable a analizar (Output) la Corriente de Colector (IC).

Le damos a "Run" y obtenemos las curvas de salida del transistor BC 337:

Curvas de salida del BC 337

Como no hay Resistencia de Colector (RC), el voltaje en la pila VCC se transmite íntegramente al Voltaje entre el Colector y el Emisor (VCE).

Cada curva corresponde a un valor diferente de Corriente de Base (IB), en mA en este caso y representan la relación entre VCC o VCE (en voltios) e IC (en mA).

Los valores de IB dependen de los diferentes valores de VBB y los podemos calcular mediante un análisis de la malla de la base del transistor en el circuito diseñado:

De la malla de la Base se deduce que  VBB - IBRB - VBE = 0

Sustituyendo por valores y despejando:

Obtenemos la relación entre VBB e IB.

Si damos valores a VBB de 0 a 800 voltios tomados de 100 en 100 voltios, tendremos los valores de IB de cada curva:

Curvas de salida del BC 337 con los valores de IB (mA)

Observar cómo los valores coinciden prácticamente, con las curvas de salida de las hojas de características técnicas del transistor mostradas al inicio de esta entrada.

Como ya se ha indicado previamente, si elegimos otra resistencia de base (RB), por ejemplo 200.000 𝞨, obtendremos un rango diferente de curvas de salida.

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