Fuente de corriente

Experiencia 1
Fuente de corriente

Resumen. En esta experiencia de laboratorio trabajaremos con algunos transistores, tanto discretos como integrados, para realizar fuentes de corriente. En la primera parte realizaremos una fuente con un solo transistor BJT. Es importante destacar que en este tipo de circuitos se toma como corriente de salida la corriente de colector, que es similar a lacorriente de emisor. En la segunda parte utilizaremos, en lugar de un BJT, un JFET. Aquí aseguramos que tanto compuerta y fuente se encuentren en el mismo voltaje para asegurar una salida de corriente en Vr. En la tercera parte se utiliza un circuito integrado de BJT para crear un espejo de corriente y asegurar que la corriente de salida es similar a una corriente de referencia indicada en la entrada.Descriptores: BJT, circuito integrado, FET, fuente de corriente.

1. Introducción.

Las fuentes de corriente se utilizan como elementos de polarización en los circuitos electrónicos, puesto que proporcionan una gran independencia con respecto a la temperatura y a la tensión del punto de trabajo.
La fuente de corriente más simple que se puede implementar es la fuente que posee un BJTo un FET. Para el caso del BJT, debemos asegurar el punto de operación mediante un conjunto de resistencias y un voltaje aplicado en la base. Se toma la corriente de colector, similar a la de emisor, como corriente de salida. La desventaja de este tipo de fuentes es que requiere componentes discretos, así como especificar las resistencias y el voltaje de operación. Otro tipo de fuente, similar, esla que se realiza con FET. En este caso solo debemos asegurar que el voltaje de compuerta y fuente sea igual.
El espejo de corriente es un dispositivo mejorado que toma una corriente de entrada IREF y que la copia en su salida. Esta fuente, construida con circuitos integrados, solo requiere especificar el valor de la resistencia en la entrada para establecer la corriente de referencia. Lacaracterística del BJT en los circuitos integrados es que presentan una β similar, lo que nos permite repetir eficazmente la corriente de entrada en la salida, solo con una pequeña pérdida.

Objetivo: Diseñar y determinar las características de operación de una fuente de corriente con:
a) BJT discretos
b) JFET
c) BJT en un circuito integrado

2. Materiales y Equipo:

* Multímetro* Fuente de voltaje variable DC dual
* Resistores
* 1 Potenciómetro de 10k
* 1 BJT 2N2222A
* 1 JFET 2N5555 o equivalente
* 1 matriz integrada de BJT adaptados, LM3146 o equivalente

3. Procedimiento:
A. Parte I:
En la parte 1 es necesario obtener las características eléctricas del BJT de la data del fabricante. Estimamos el valor típico de β en 175. Con la ayudadel multímetro, determinamos que la β real es de 164.
Determinamos que VEE debe ser de 16 V, a partir de VCEMÁX de 40 V. Los cálculos nos dan como resultado para las resistencias R1 = 100k, R2 = 300k y R3 = 2.7 K

B. Parte II:
Obtenga las características del JFET de la data del fabricante IDSS, VP, VDS ruptura.
Armamos el circuito presentado en la guía, en donde establecimos el VDD comoVDS ruptura/3
Ajustamos el potenciómetro de acuerdo a lo indicado, para variar la resistencia y anotamos

C. Parte III:
En la tercera parte creamos un espejo de corriente. Para realizarlo, calculamos y estimamos el valor de R a partir del circuito dado, y con el objetivo de tener una corriente de 1mA de referencia.

4. Discusión

Tabla 1. Resultados de la experiencia 1

SIMULADO |OBTENIDO |
R4(KΩ) | VR4(V) | VCE(V) | VRE(V) | IRE(mA) | VR4(V) | VCE(V) | VRE(V) | IRE(mA) |
0 | 0 | 13.06 | 2.94 | 1.1 | 0 | 13.67 | 2.88 | 1.07 |
1 | 1.09 | 11.97 | 2.93 | 1.0 | 1.15 | 12.56 | 2.92 | 1.08 |
2 | 2.18 | 10.88 | 2.93 | 1.0 | 2.10 | 11.50 | 2.90 | 1.07 |
3 | 3.27 | 9.79 | 2.93 | 1.0 | 3.19 | 10.41 | 2.89 | 1.07 |
4 | 4.36 | 8.71 | 2.92 | 1.0 | 4.33 | 9.27 | 2.88 |...