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Guía de las Prácticas de Comunicaciones II
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PRÁCTICA #2
CONMUTADOR
La siguiente práctica constituye el segundo bloque de un Modulador por
Desplazamiento o Conmutación de Frecuencia (FSK). Se presenta a continuación la
información necesaria para construir un conmutador o switch analógico que representará
el conmutador de la señal modulante que permitirá cambiar la frecuencia de la señal
portadora.
1. Bases Teóricas
Un Conmutador o Switch analógico
es un dispositivo de estado sólido, con o
sin conductor, con capacidad de
conmutación de tensiones o corriente. Este
dispositivo permite abrir o cerrar un
circuito.
Los transistores son dispositivos
semiconductores que permiten el control y
la regulación de una corriente mediante una
señal también de corriente relativamente
pequeña, permitiéndoles funcionar como
amplificadores, osciladores, conmutadores
o rectificadores. El desarrollo del transistor
en diciembre 1947 por los físicos
Estadounidenses William Shockley, John
Bardeen y Walter Brattain permitió a la
electrónica la automatización de múltiples
tareas que no hubieran sido posibles con
los tubos al vacío existentes en la época,
por esta invención los físicos recibieron un
premio Nobel en 1956.
Hay tres tipos principales de
transistores:
 Transistor de unión bipolar (BJT,
Bipolar Juction Transistor).
 Transistor de efecto campo (FET,
Field Effect Transistor)
 Metal
Óxido
Semiconductor
Complementario (CMOS, Complementary
Metal Oxide Semiconductor).
El conmutador a diseñar en la
práctica se modelará con un transistor BJT,
por ser de fácil manejo y muy utilizado en
aplicaciones de conmutación.
El transistor BJT está constituido por
un sustrato de silicio o germanio y tres
partes dopadas artificialmente que forman
dos uniones bipolares, el emisor que emite
portadores, el colector que los recibe o
recolecta y la tercera llamada base, que está
intercalada entre las dos primeras
regulando el paso de los portadores. A
diferencia de los tubos al vacío, el
transistor es un dispositivo controlado por
corriente. Al transistor se le considera un
elemento activo, a diferencia de los
resistores, capacitores e inductores que son
elementos pasivos.
El transistor bipolar se puede
visualizar como un diodo PN adaptado, al
que se le añade una nueva zona
semiconductora. Esta adaptación permite
construir dos tipos de BJT:
 Si se añade al diodo PN una zona
N, se obtiene un transistor BJT del tipo
NPN, observe la figura #1.
 Si se añade una zona P, se obtiene
un transistor tipo PNP, observe la figura
#2.
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Figura #1. Transistor BJT tipo NPN
1
1
2
1
2
Figura #2. Transistor BJT tipo PNP
1
2
1
1
Protoboard y cables para
conexiones
Osciloscopio
Punta de osciloscopio
Fuente de alimentación
Caimanes para la fuente de
alimentación
Multímetro
Puntas para el multímetro
Generador de señales
Cable BNC-BNC
5. Laboratorio
1.1 Anexos
Anexo a la guía se envía la hoja de
datos del transistor 2N2222A, componente
a utilizarse para la ejecución de la práctica.
Antes de realizar el montaje analice
detenidamente
las
especificaciones
indicadas en la misma.
2. Objetivos
 Construir
un
Conmutador
analógico con un transistor 2N2222A.
 Analizar el comportamiento del
conmutador.
3. Pre-laboratorio
Defina: Conmutador.
Investigar las polarizaciones de un
transistor y estudiar su comportamiento.
Realizar el análisis en DC del circuito
a construir para determinar la polarización
en que se encuentra trabajando el transistor
2N2222A.
4. Materiales y Equipos
Cantidad
Descripción
1
Transistor 2N2222A
1
Resistencia de: 1KΩ; 1,3KΩ;
10 KΩ y 2,2KΩ
1- Realice el montaje de la figura #3,
verifique la hoja de datos del transistor
2N2222A al momento de realizar las
conexiones y que los componentes a
utilizar cumplan con las especificaciones
de valores dados.
2- Encienda el osciloscopio y calíbrelo en
DC.
3- Encienda el generador de señales,
calíbrelo a 1KHz seleccionando una señal
cuadrada.
4- Tome el cable BNC-BNC y conecte un
extremo al generador de señales y el otro
extremo al CH1 del osciloscopio.
5- Seleccione el botón MEASURE del
osciloscopio para que pueda observar los
valores del voltaje mínimo (Vmin) y el
voltaje máximo (Vmáx) de la señal.
6- Hale la perrilla OFFSET del generador de
señales, luego junto con la perrilla AMPL,
modifique la onda cuadrada observada en
el osciloscopio hasta obtener la señal de la
figura #4.
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Figura #3. Circuito a construir
11- Indique el voltaje mínimo (Vmin) y el
voltaje máximo (Vmax) de la señal, dibuje la
señal obtenida.
12- Con el multímetro mida el voltaje en
los pines del transistor (VCB y VBE) e
indique sus valores.
6. Post-laboratorio (Conclusiones)
Figura #4. Señal deseada en el punto 6
Recuerde que el generador de señales le
dará una señal cuadrada con valores
aproximados a 0V y 5V.
7- Calcule la frecuencia de la señal para
verificar si encuentran en los valores
deseados en la figura #4.
8- Desconecte el cable BNC-BNC de los
equipos y conecte una de las puntas a la
salida del generador de señales, el otro
extremo en la entrada del circuito.
9- Encienda la fuente de alimentación,
calíbrela a 10V y conecte sus puntas al
circuito en el Protoboard. Verifique con el
multímetro que el circuito este energizado.
10- Conecte la otra punta al CH1 del
osciloscopio, el otro extremo a la salida del
conmutador.
1- Después de realizar el análisis en DC
del circuito en el pre-laboratorio ¿Cuál es
la polarización del transistor?
2- El circuito estudiado en la práctica
¿Esta cumpliendo la función de
conmutador?
3- Si se aumenta el voltaje de
alimentación del circuito de 10V a 18V
¿Qué sucede con la onda cuadrada?
4- Si Vcc= 12V y los voltajes de la señal
modulante son entre 0V y 8V: ¿El circuito
sigue trabajando como conmutador?
Realice el análisis del circuito.