1 Tablero maestro 1 Tarjeta de circuito impreso EB Multímetro 1 Osciloscopio 1 Generador de funciones Tabla 1.1. Materiales y equipo.

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1 Contenido Facultad: Ingeniería Escuela: Ingeniería Electrónica Asignatura: Electrónica industrial Curvas de operación del PUT y osciladores de relajación. Objetivos Específicos Analizar el funcionamiento y la polarización del transistor de unijuntura programable (PUT). Medir las características del PUT y determinar los parámetros (voltaje y corriente) del PUT. Construir un oscilador con un transistor PUT. Material y Equipo Introducción Teórica Cantidad Descripción 1 Tablero maestro 1 Tarjeta de circuito impreso EB Multímetro 1 Osciloscopio 1 Generador de funciones Tabla 1.1. Materiales y equipo. El transistor uni-unión programable PUT. El transistor PUT (uni-unión programable) es un dispositivo PNPN de cuatro capas, con tres terminales: cátodo K, ánodo A y compuerta G. En la Figura 4.1 se muestra el esquema y el símbolo del PUT. Aunque tiene nombre similar al transistor uni-unión, la constitución y funcionamiento del transistor PUT difieren enormemente del transistor uni-unión (UJT). Las características de transferencia de los dos dispositivos son muy parecidas y es la razón de la similitud entre los nombres. Figura 4.1. Esquema y símbolo del transistor PUT. Página 1

2 La programabilidad del dispositivo permite controlar los parámetros R BB y V P, que en el dispositivo UJT son fijos. La disposición básica para su polarización se muestra en la Figura 4.2. Figura 4.2. Circuito básico de polarización del PUT. Asumiendo en la Figura 4.2, que la corriente de compuerta es muy pequeña y tiende a cero (I G = 0), puede obtenerse la siguiente expresión: En la Figura 4.3 se muestran las características del transistor PUT. Figura 4.3 Características del transistor PUT. En las características del transistor PUT pueden distinguirse tres regiones: 1. La región de corte (I BAJA < I P y 0 < V < V P ). 2. La región de conducción (I > I V y V > V V ). 3. La región de inestabilidad que las separa. Como en el transistor UJT el potencial de disparo necesario V P para activar el dispositivo es: V P = V BB + V AG En la Figura 3.1 puede observarse que V AG es la caída de tensión directa a través del diodo en conducción, de forma que: V P = V BB Página 2

3 La principal diferencia entre los transistores PUT y UJT estriba en que las resistencias RB1 y RB2 son resistencias internas del UJT, sin posibilidad de variación, mientras que en el transistor PUT estas resistencias se encuentran conectadas exteriormente y pueden variarse. Aunque las características del PUT y del UJT son similares, las corrientes de pico y de valle del PUT son más débiles que las del UJT y la tensión mínima de funcionamiento también es más pequeña en el PUT. El funcionamiento básico del dispositivo puede explicarse por medio de la Figura 4.2. Si el dispositivo se encuentra apagado (en corte), su estado no cambiará hasta que no se alcance la tensión V P. Durante este período la corriente es muy débil y cuando se alcanza V P el dispositivo conmuta, pasando por la región inestable, al estado de conducción (encendido). En el estado de conducción la relación entre tensión y corriente es muy pequeña (lo contrario al estado de apagado). Una vez alcanzado el estado de conducción no puede llevarse el dispositivo al corte disminuyendo la tensión V G ; solamente la reducción de I A es capaz de apagar el transistor. Una de las aplicaciones típicas del PUT es como oscilador (Figura 4.6). El condensador se carga a través de la resistencia R hasta que se alcanza la tensión V P, entonces el dispositivo se dispara al estado de conducción. El potencial de V G cae aproximadamente a 0V y el dispositivo se apaga, repitiéndose el ciclo de carga el ciclo de carga. La frecuencia de oscilación es: f = 1 1.2RC Procedimiento Medida de las características del PUT. 1. Localice el circuito que contiene el PUT (Q1) en la tarjeta EB Elabore el circuito de la Figura 4.5. Figura 4.5 Circuito para medida de los parámetros del PUT. Página 3

4 3. Ajuste la salida de voltaje PS-1 a mínima tensión. 4. Mida V S y comparar su valor medido con el calculado. V S (medido) = Voltios. V S (calculado) = Voltios. 5. Ajuste la salida de PS-1 lentamente girando el potenciómetro a la derecha y observar que el voltaje de ánodo aumenta. 6. El voltaje de ánodo aumentará hasta un máximo y después caerá. Registre la tensión y corriente de ánodo en este máximo (pico). V P = Voltios. I P = A. 7. Repita la operación anterior, conectando R7 en paralelo con R8. Qué ha ocurrido con V P, respecto de su magnitud calculada en pasos anteriores?. 8. Desconecte R7. 9. Gire con mucho cuidado el potenciómetro RV1 hacia la derecha. El voltaje de ánodo (V A ) caerá a su valor mínimo (punto de valle). Registrar los valores del voltaje y corriente en el punto de valle. V V = Voltios. I V = ma. 10. Continúe girando el potenciómetro RV1 hacia la derecha. Observe que las variaciones de la tensión de ánodo son muy pequeñas, pero que las de corriente son grandes. Registrar los valores del voltaje cuando el potenciómetro se encuentre totalmente a la derecha. V F = Voltios. I F = ma. Oscilador con PUT. 11. Conecte el circuito de la Figura 4.6. Figura 4.6 Oscilador con transistor PUT. Página 4

5 12. Ajuste la fuente PS-1 a su máximo valor. Girar el potenciómetro RV1 hasta que aparezcan las oscilaciones en la pantalla del osciloscopio. 13. Dibuje las tensiones de ánodo y compuerta. Página 5

6 14. Conecte el Canal 2 del osciloscopio para observar el voltaje de cátodo del PUT y luego dibújela. 15. Vuelva a conectar el Canal 2 para observar el voltaje de compuerta. 16. Ajustar RV1 hasta conseguir oscilaciones de 100 Hertz de frecuencia. 17. Cambie el condensador C4 por el condensador C3 (C4 < C3). 18. Mida la frecuencia de la oscilación. La frecuencia es de Hertz. Justifique el aumento del condensador para obtener una disminución de frecuencia. 19. Vuelva al condensador C4. Mida la amplitud de salida de la oscilación V = V PP. 20. Conecte R7 en paralelo con R8. Mida la amplitud de salida de la oscilación V = V PP. 21. Registre la frecuencia de oscilación f = Hertz. Por qué aumenta la frecuencia? 22. Gire el potenciómetro RV1 y observar las variaciones en frecuencia que causa y que no influye en el nivel de voltaje. Página 6

7 Análisis de resultados 1. Presentación de las formas de onda de ángulos de disparo y de la curva característica del dispositivo en papel milimetrado. 2. Simulación de los circuitos. 3. Comparar datos obtenidos con hoja de datos del fabricante. Investigación complementaria 1. Diseñe un oscilador de relajación equivalente al utilizado en la práctica, implementado con UJT, (NTE6410) que servirá para disparar un SCR. Use valores comerciales de dispositivos, consignando memoria de cálculo y diagrama del circuito. Bibliografía o DEGEM Systems: Curso EB-113: Electrónica Industrial. Inter Training Systems o Boylestad, Robert.: Electrónica. Teoría de Circuitos. Prentice-Hall. 2ª. Edición México Página 7

8 Facultad: Ingeniería Escuela: Ingeniería Electrónica Asignatura: Electrónica industrial Guía 4. El PUT. CONOCIMIEN TO (1) 20% EVALUACION % Nota Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos durante la evaluación previa de la práctica. Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCI- MIENTO 20% ACTITUD TOTAL 20% 20% 10% 10% 100% Un porcentaje de mediciones, entre el 0% y 45% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas.(2) La información brindada en los reportes, tareas e investigación complementaria es insuficiente. No tiene la habilidad de utilizar el osciloscopio. Se ha tardado un tiempo mucho mayor al esperado para realizar la práctica. No tiene actitud proactiva para realizar las mediciones durante la práctica. Un porcentaje de mediciones, entre el 45% y 75% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas. (2) La información brindada en los reportes, tareas e investigación complementaria contiene menos elementos de lo solicitado. Utiliza el osciloscopio con dificultad, eventualmente no ajusta los controles adecuadamente al primer intento. Se ha tardado un tiempo poco mayor al esperado para realizar la práctica. Su actitud es parcialmente proactiva para realizar las mediciones durante la práctica. Un porcentaje de mediciones, entre el 75% y 100% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas.(2) La información brindada en los reportes, tareas e investigación complementaria es suficiente. Utiliza el osciloscopio adecuadamente. El tiempo de realización de la práctica es mejor que el esperado. Muestra claramente una actitud proactiva para realizar las mediciones durante la práctica. (1) Relativos a parámetros eléctricos de disparo, corriente de pico y de valle y otras características de la función de transferencia del PUT. (2) Para los valores de corriente, ángulos de disparo y oscilogramas solicitados. Página 8