El desarrollo de la electrónica, se ha constituido en uno de los más

grandes sucesos de la época moderna y ha sido fundamental para los

grandes adelantos tecnológicos, en casi todos los campos del saber. La

Ingenierías Eléctrica y Electrónica se preocupan por todos los fenómenos

físicos asociados con la carga y su movimiento, y para ello emplea dos

modelos, la teoría electromagnética y la teoría de circuitos, estudios que se

convierten en la base de todo lo que involucre la transformación de cualquier

tipo de energía eléctrica y viceversa.

Desde la creación del primer transistor semiconductor, ya hace más

de medio siglo, la electrónica ha venido manteniendo sus mismos principios

básicos. El estudio del semiconductor como elemento principal en la

fabricación y funcionamiento de sus dispositivos sigue siendo materia de

estudio en institutos y universidades hasta la actualidad. Pero en los últimos

años, este material inorgánico (el silicio) parece estar llegando a su tope

máximo en cuanto a escalas de integración se refiere, es decir, ya no se

podrá seguir integrando mayor cantidad de componentes en un CI, (que cada

vez necesita ser mas pequeño) utilizando este material. Esta situación no es

nueva ni toma por sorpresa a las empresas dedicadas a la investigación,

diseño y fabricación de CI, por el contrario es un tema conocido y vaticinado

hace muchos años atrás, razón por la cual se han venido haciendo estudios

sobre materiales alternativos que cumplan la misma función que el silicio,

pero con mayores posibilidades de integración.

Una de las aplicaciones más típicas del BJT es su uso como

amplificador de corriente alterna. Dicha aplicación consiste en un sistema

capaz de ampli.car la señal de entrada en un factor de ganancia

determinado, que será la relación de salida sobre la entrada. En términos de

señales del voltaje, se habla de ganancia de voltaje, AV=v0v i

. Para que este

sistema funcione, el BJT debe estar polarizado en zona activa. Esto signi.ca

que simultáneamente conviven elementos de corriente continua (cc) y

corriente alterna (ca). En los siguientes apartados se analizan los efectos de

ambas componentes y se introducen conceptos dinámicos de funcionamiento

de los sistemas basados en BJT.

CONCEPTOS GENERALES DE POLARIZACIÓN BJT.

Polarización.

Se entiende por circuito de polarización al conjunto de fuentes y

resistencias que proveen al transistor de las tensiones y corrientes de

continua que se desean. Los valores de estas tensiones y corrientes se

denominan punto de operación. Un transistor puede tener infinitos puntos de

operación. La elección de uno determinado está en función de la aplicación o

circuito que se desee obtener.

Transistor De Unión Bipolar.

El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction Transistor, o

sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en

dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la

corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a

que la conducción que tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores

de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos),estos son de

gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos

inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.

Estos transistores son los más conocidos y se usan generalmente en

electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica

digital, como la tecnología TTL o BICMOS. Un transistor de unión bipolar

está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor,

separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas

tres regiones que son:

El Emisor: se diferencia de las otras dos por debido a que se encuentra

fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe

a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.

La Base, es la parte intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del

colector.

El Colector: es de una extensión mucho mayor.

El nombre transistor procede de la condensación de dos vocablos

ingleses transfer y resistor, y hace referencia al hecho de que la corriente

que circula entre dos terminales esta controlada por una señal aplicada al

tercer terminal; el término bipolar es debido al hecho al hecho a que la

corriente es transportada por portadores de ambas polaridades: electrones y

huecos. Actualmente sigue siendo el dispositivo amplificador por excelencia y

el que mas se emplea en los circuíos integrados y analógicos.

La unión correspondiente a la Base-Emisor, se polariza en directa; y la

Base-Colector en inversa. Así, por la unión Base-Colector circula una

corriente inversa.

En NPN, la región de emisor tiene mayor dopaje que la base. Al

polarizar la unión base-emisor en directa y la base-colector en inversa, los

electrones libres que proceden del emisor llegan a la base, con mucho

menos números de huecos, por lo que son atraídos por el colector. En PNP

desde el emisor emite huecos, controlada por la base. El exceso de huecos

que no pueden recombinarse en la base va a parar al colector.

Polarización Del Bjt:

Los transistores tienen como función principal la amplificación de

señales, para lograr este cometido deben ser polarizados adecuadamente

mediante la aplicación de voltajes DC en sus uniones Base-Emisor y Base-

Colector. Esto se consigue a través de circuitos de polarización, los cuales

garantizan que el transistor se encuentre ubicado en un punto sobre su "recta

de carga" y en su zona activa.

Existen una gran variedad de circuitos de polarización, dentro de los

cuales podemos identificar claramente cuatro tipos básicos:

a) circuito de polarización fija (corriente de base constante).

b) circuito de polarización estabilizada por emisor.

c) circuito de polarización por divisor de voltaje (tipo H o universal).

d) circuito de polarización por realimentación de colector.

Empezaremos analizando el más sencillo de éstos circuitos.

a) circuito de polarización fija: este circuito es el más sencillo de todos los

circuitos de polarización. La resistencia Rc limita la corriente máxima que

circula por el transistor cuando este se encuentra en saturación, mientras

que la resistencia de base RB regula la cantidad de corriente que ingresa a la

base del transistor (IB), la cual determina en que zona se polarizará el

transistor (saturación, activa o corte).

Eligiendo adecuadamente el valor de estas resistencias podremos

determinar con exactitud el punto de trabajo (Q) del transistor. Como se

mencionó al inicio, lo que se busca es polarizar al transistor en su zona

activa, sobre su recta de carga, para lograr esto debemos hacer uso de las

características principales del circuito.

b) Circuito De Polarización Estabilizado Por Emisor: anteriormente

analizamos el comportamiento del transistor BJT en polarización fija. Para

este tipo de polarización hay que mencionar que el punto Q no es muy

estable y que a medida que el transistor este trabajando, este punto tiende a

desplazarse. Para compensar las variaciones de tensión y corriente que se

producen en el transistor, podemos agregar una resistencia en el emisor.

Si lo que queremos es mantener el mismo punto Q del circuito anterior

(polarización fija), debemos recalcular las resistencias de base y colector, y

calcular la nueva resistencia de emisor.

Desde el punto de vista teórico podríamos hallar éstos valores

desarrollando nuestras ecuaciones de malla en el circuito, aunque también

podemos hacer uso de ciertos criterios de diseño que nos permiten

simplificar nuestras ecuaciones, dichos criterios son válidos pues tienen

como finalidad asegurar una mayor estabilidad del punto de trabajo. Para

nuestro caso el principal criterio de diseño que utilizaremos es el siguiente: el

voltaje en la resistencia de emisor V ℜ, debe ser menor o igual a la décima

parte del voltaje de la fuente V CC, para los cálculos teóricos asumiremos la

relación de igualdad, entonces: V ℜ= V CC/10.

Su Funcionamiento en los Diodos LED: Se aplica voltaje a través del

OLED de manera que el ánodo es positivo respecto del cátodo. Esto causa

una corriente de electrones que fluctúa en este sentido. Así, el cátodo da

electrones a la capa de emisión y el ánodo lo hace en la capa de conducción.

Seguidamente, la capa de emisión comienza a cargarse negativamente,

mientras que la capa de conducción se carga con huecos. Las fuerzas

electroestáticas atraen a los electrones y a los huecos, los unos con los

otros, y se recombinan (en el sentido inverso de la carga no habría

recombinación y el dispositivo no funcionaría). Esto sucede más

cercanamente a la capa de emisión, porque en los semiconductores

inorgánicos los huecos son más movidos que los electrones. Finalmente, la

recombinación causa una emisión de radiación a una frecuencia que está en

la región visible, y se observa la luz en un color determinado.

Circuito De Polarización Por Divisor De Voltaje: con este tipo de

polarización la estabilidad del punto Q es mucho mejor, es decir a medida

que el transistor este trabajando, los valores de I cG ,V CEQ se mantendrán casi

inalterables. Es por esta razón que este tipo de polarización es la más

utilizada cuando se trata de diseñar un amplificador. Para determinar los

valores de las resistencias de polarización, seguiremos considerando los

mismos criterios de diseño, como ya mencionamos anteriormente, los cuales

facilitan el cálculo de las resistencias.

Circuito de polarización por realimentación de colector.

PUNTO DE FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSISTOR BJT

El funcionamiento de un transistor NPN es igual al de un transistor

PNP, variando sólo en el sentido de las corrientes. Los PNP tienen el borne

positivo de la batería conectada (directo o en serie con una resistencia) al

emisor. Los transistores NPN tienen su emisor conectado al negativo. La

impedancia o resistencia que encuentra la señal en el circuito de entrada es

baja (de 10 a 50 ohmios) y la impedancia del circuito de salida es alta (de

200 a 10.000 ohmios). Cuando el voltaje de la señal o corriente de entrada

aumenta, también ocurre lo mismo con el circuito de salida, o viceversa; se

dice en este caso que la salida está en Fase con la entrada.

En una configuración normal, la unión emisor-base se polariza en

directa y la unión base-colector en inversa. Debido a la agitación térmica los

portadores de carga del emisor pueden atravesar la barrera de potencial

emisor-base y llegar a la base a su vez, prácticamente todos los portadores

que llegaron son impulsados por el campo eléctrico que existe entre la base

y el colector.

Un transistor NPN puede considerarse como dos diodos con la región

del ánodo compartida. En una operación típica, la unión base-emisor esta

polarizada en directa y la unión base- colector esta polarizada en inversa. En

un transistor NPN, por ejemplo, cuando una tensión positiva es aplicada en la

unión base-emisor, el equilibrio entre los portadores generadores

térmicamente y el campo eléctrico repelente de la región agotada se

desbalancea, permitiendo a los electrones excitados térmicamente e

inyectarse en la región de la base. Estos electrones vagan a través de la

base, desde la región de alta concentración cercana al emisor hasta la región

de alta concentración cercana al colector. Estos electrones en la base, son

llamados portadores minoritarios debido a que la base esta dopada con

material P, los cuales generan huecos como portadores mayoritarios en la

base.

CIRCUITO DE ENTRADA Y SALIDA POLARIZADOS.

En este tipo de circuito cuando ambos, el emisor y el colector, son

conectados, la operación del transistor N- P - N cambia considerablemente.

Recordamos que la corriente directa Emisor-Base fue mantenida baja debido

a que la base no tiene suficientes portadores (huecos) para recombinarse

con los electrones del emisor. Igualmente, la corriente inversa Colector-Base

fue mantenida baja porque la ase no tiene suficiente electrones libres que

pasan a través de la juntura a llenar los huecos dejados por los electrones

atrapados por el borne positivo de la batería.

Ahora, cuando ambos emisor y colector son "Polarizados",

conectados a fuentes de corriente distintas, los electrones libres que cruzan

la base y no encuentran huecos para llenar se acumulan acá y quedan

disponibles para llenar huecos del colector. Por consiguiente, entre mayor

sea la cantidad de electrones libres que abandonan la pastilla del emisor y se

difundan por la base, mayor será también el número de éstos que se

aprovechen de lo delgado de la capa Base y pasen al colector a engrosar o

aumentar la corriente inversa. Por otro lado, la cantidad de portadores que

abandonan el Emisor depende de los cambios en el voltaje del circuito de

entrada, o lo que es lo mismo, de los cambios de Polarización en la base.

Básicamente el transistor amplifica la señal (pequeños cambios de

voltaje). Cuando una señal alimenta al circuito de entrada produce una

correspondiente corriente a través de la juntura y a su vez determina la

corriente o flujo a través del circuito de salida. Debido a lo anterior, si el

circuito de entrada es de bajo voltaje y el de salida está conectado a un

voltaje alto, habremos aumentado la velocidad de los electrones que se

logran "colar" del emisor al colector y por consiguiente se obtuvo una

elevación o ampliación del voltaje de señal conectado a la entrada.

yulimar

RECTAS DE CARGAS DC.

Punto de trabajo de un transistor.

Entendemos por punto de trabajo de un transistor la combinación de

tensiones y corrientes continuas que existen en el mismo en funcionamiento

normal. En función de la aplicación del circuito el punto de trabajo de un

transistor puede variar mucho. Se puede polarizar el transistor en cualquiera

de las tres regiones de funcionamiento dependiendo del uso que se haga del

circuito. Para polarizar el transistor y interpretar su punto de trabajo. Aquí se

hablará de las variaciones que puede sufrir el mismo, debido a factores

externos.

Variación del punto de trabajo En esencia, el punto de trabajo de un

transistor en un circuito variará cuando cambie alguno de los elementos de

los que depende. Estos elementos pueden ser bien internos al propio

dispositivo (Tensiones o corrientes, características), o bien externos, como

por ejemplo variaciones en las resistencias, alimentaciones entre otros. En la

figura podemos ver el efecto de la variación de la resistencia de colector

sobre el punto de funcionamiento del mismo. Es evidente que si dicha

resistencia disminuye, tendremos un incremento en la corriente de colector

(IC) para la misma tensión colector-emisor (VCE), luego se ve claramente

que la variación de un componente afecta directamente a la posición del

punto de trabajo, el cual con una resistencia RC1 se encuentra en Q1 y con

otra resistencia menor (RC2) pasa a ser Q2.

El BJT presenta tres regiones de operación (En la Figura) estos

puntos de operaciones son: Región de Corte, Región de Saturación y Región

Activa.

De esta forma, si polarizamos las dos uniones en directa, diremos que

el transistor está trabajando en la zona de saturación. En el caso de que la

unión de emisor la polaricemos en directa y la unión de colector en inversa,

estaremos en la zona activa. Cuando las dos uniones se polarizan en

inversa, se dice que el transistor está en la zona de corte. Por último, si la

unión del emisor se polariza en inversa y la unión de colector en directa, el

transistor se encuentra en activa inversa. De las cuatro zonas, las 3

mencionadas en primer lugar son las más interesantes desde el punto de

vista del funcionamiento del transistor, siendo la zona activa inversa una

zona puramente teórica y sin interés práctico.

Región de Corte del bjt: podemos que Un transistor esta en corte

cuando IC=0→IC=I e=0. En este caso el voltaje entre colector y emisor

del transistor (V ce ¿ es igual al voltaje de alimentación.

Región de Saturación: Un transistor esta saturado cuando la corriente

de base es lo suficientemente grande para provocar que el voltaje

colector-emisor sea Vce → 0. En este caso la corriente de colector es

máxima.

Los estados de corte y saturación permiten utilizar el BJT en

conmutación en la implementación de operaciones lógicas digitales y

circuitos de disparo de semiconductores de potencia (MOSFET, IGBT,IGCT,

etc) en aplicaciones de electrónica de potencia, o como interruptor de

potencia en fuentes de poder conmutadas de baja potencia.

Saturación del transistor.

El termino saturación se aplica en cualquier sistema donde los niveles

alcanzan los niveles máximos. Una esponja saturada es aquella que no

puede absorber una gota más de líquido. Para el caso del transistor que

opera en la región de saturación, la corriente es el valor máximo para el

diseño particular. Si se cambia el diseño, el nivel de saturación

correspondiente puede aumentar o disminuir. Desde luego, el nivel de

saturación más alto lo define la corriente máxima del colector y se presenta

en la hoja de especificaciones. Las condiciones de saturación se evitan

normalmente por la unión base-colector ya no se encuentra en polarización

inversa y la señal amplificada de salida se distorsionará y se describe un

punto de operación en la región de saturación. Se observa que se encuentra

una región donde las curvas características se unen y el voltaje colector-

emisor se encuentra por debajo de V CE sat .. Además, la corriente del colector

es relativamente alta sobre las características. La corriente es relativamente

alta y el voltaje es V CE se asume que es 0 voltio. Al aplicar la ley de Ohm, la

resistencia entre las terminales del colector y el emisor puede determinarse

de la siguiente forma RCE=V CEIC ❑

=0V .IC

=0Ω

La Carga.

Es la Selección del punto Q. la selección más práctica es situarla en

la mitad de la recta de carga estática para que la corriente del colector sea la

mitad de su valor Max. Condición que es conocida como excursión máxima

simétrica.

Máxima variación simétrica: Eligiendo el punto Q como el punto medio de

la recta de carga permite que la corriente de carga experimente la máxima

excursión de forma simétrica.

Región Activa: Cuando un transistor no está ni en su región de

saturación ni en la región de corte entonces está en una región

intermedia, la región activa. En esta región la corriente de colector (Ic)

depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de

corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se

encuentren conectadas en el colector y emisor. Esta región es la más

importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador

de señal.

Los componentes, y las características del transistor, pueden variar

por numerosos motivos, entre los cuales los más importantes son:

Debido a cambios de temperatura.

Debido a cambio del componente en sí por otro igual o diferente.

Variación con la temperatura: La temperatura afecta a todos los

componentes y dispositivos, aunque a unos más que a otros. Por ejemplo un

incremento de temperatura afectará a la resistividad de una resistencia,

provocando una bajada de su valor, sin embargo este efecto suele ser

despreciable. El efecto de la temperatura se hace mucho más importante

cuando afecta a un semiconductor en sí. Concretamente existen dos

características del mismo que dependen de la temperatura de forma

importante:

La tensión base-emisor ¿¿): Su variación para transistores de silicio suele

ser (−2,5 º), es decir, disminuye al aumentar la temperatura

La corriente inversa de la unión colector-base¿¿: El valor de este

parámetro se duplica aproximadamente por cada 10 grados de

incremento de la temperatura.

Sus características varían con la temperatura. En general, el incremento

de temperatura produce un aumento de la corriente del transistor iC, de la

corriente de fugas y una disminución de la tensión umbral Base-Emisor.

Aníbal

TECNICAS DE POLARIZACION

La elección del punto de operación permite definir distintos parámetros

y características operacionales del amplificador tales como ganancia de

voltaje y corriente, impedancia de entrada, ancho de banda o máxima

excursión de salida. Por otro lado, dependiendo de la localización de las

entradas, salidas y tierra, se definen cuatro configuraciones básicas de

amplificadores con BJT: Emisor Común, Emisor Común con resistencia de

Emisor, Colector Común (o Seguidor de Emisor), y Base Común.

La misión del capacitor es transmitir la señal amplificada a la carga.

Para tal efecto su reactancia a la frecuencia de señal debe resultar lo más

pequeña respecto de la carga RL. Así, el capacitor recibe el nombre de

condensador de paso. Este condensador bloquea en todo momento las

componentes de corriente continua, pues, la reactancia del capacitor tiende a

infinito. Como las componentes alternas y continuas circularán por diferentes

elementos del circuito, se establece una red de salida para corriente continua

y otra para corriente alterna de acuerdo a la Fig. 4b-c. Esto no significa que

son circuitos distintos, sino que se comportan de distinta manera, tanto para

cc como para ca, así se tendrán dos rectas de carga.

Condensador en el emisor.

Al existir una resistencia en el terminal de emisor, no se puede

establecer que dicha configuración es de emisor común. Para permitir que el

emisor sea un punto de potencial nulo, se incluye un condensador

electrolítico CE, el cual, presenta una reactancia baja frente al valor de la

resistencia vista en emisor, es decir, CE debe ser tal que la resistencia vista

desde el emisor sea nula (corto circuito), y debe ser facilitado a la frecuencia

de señal.

En general, en tanto: CE y CC deben ser tales que:

En corriente alterna se comportan como corto circuito.

En corriente continua se comportan como circuito abierto.

La incorporación de señales de corriente alterna en el circuito un

circuito con transistores define el uso de la recta de carga para ca, o también

llamada recta de carga dinámica. Este nuevo elemento permite describir el

comportamiento de las variables del BJT cuando éste recibe señales tipo ca,

pues establece los valores entre los cuales actuará la corrienteIC y el voltaje

V CE. Para definir esta nueva recta de carga de ca, se debe establecer el

punto Q para un valor determinado. Si se quiere lograr una prestación lineal

del amplificador, el punto Q debe estar en el centro de la recta de carga de

ca, esto se conoce como máxima excursión simétrica.

Punto de operación.

La polarización es un término muy amplio que comprende todo lo

relacionado con la aplicación del voltaje dc para establecer un nivel fijo de

corriente y voltaje. Para los amplificadores a transistor, la corriente dc y el

voltaje resultante establecen un punto de operación sobre las características

que define la región que será empleada para la amplificación de la señal

aplicada. El punto de operación es un punto fijo sobre las características, se

le denomina también como punto de reposo (punto Q).

El dispositivo BJT puede encontrarse polarizado para operar

cualquiera de estos límites máximos, sin embargo el resultado de tal

operación sería el recorte de la vida útil del dispositivo, o bien la destrucción

del mismo. Limitándonos en la región activa, es posible seleccionar varias

áreas o punto de operación diferente. Frecuentemente el punto Q

seleccionado. Aunque así es posible considerar algunas diferencias entre los

distintos puntos de operación que se muestra en la figura con el objetivo de

presentar algunas ideas básicas sobre el punto de operación y, por

consiguiente, del circuito de polarización.

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MAXIMA EXCURSION SIMETRICA CIRCUITOS DE POLARIZACION.

La amplificación puede estar restringida por la amplitud y posición de

la excursión de salida sin distorsión. Los amplificadores que consisten

estrictamente de transistores y resistores, pueden polarizarse de modo que

el punto de reposo esté en la zona media del rango de tensión de salida

lineal dado por la fuente de alimentación. Esta ubicación del punto Q permite

excursiones simétricas de la tensión de señal alrededor de un punto central:

la distorsión ocurrirá para excursiones de igual magnitud en la dirección

positiva y negativa. Los amplificadores que tienen cargas acopladas

capacitivamente o resistencias puenteadas con capacitores, en la relación i-v

de salida, no tienen el rango completo de la fuente de alimentación para la

excursión del voltaje de salida. Ubicando el punto Q en el medio o centro de

la fuente de alimentación no dará iguales excursiones de voltaje de salida lo

cual limitará la utilidad del amplificador. Por lo tanto es importante ser capaz

de elegir fácilmente el punto Q que dará la máxima excursión simétrica para

el amplificador dadas las restricciones de diseño. Una técnica que determina

analíticamente el punto Q para máxima excursión simétrica se basa en el

trazado de las rectas de carga de salida del transistor. La curva de salida de

un transistor (BJT) viene dada normalmente como una curva i-v. Sobre esta

curva se trazan las rectas de carga de DC (estática) y AC (dinámica).

Las dos líneas de carga se deben interceptar siempre en el punto de

reposo: si hay cero AC, la salida debe estar en el punto Q de la línea de

carga estática. También se cumple que la magnitud, a frecuencias medias de

la banda, de la pendiente de la recta de carga dinámica es siempre mayor

que la estática. El aumento en la magnitud de la pendiente de la recta de AC

disminuye la excursión disponible a lo largo de la abscisa a un valor que es a

menudo significativamente menor que los límites de la fuente de

alimentación. El límite máximo de alimentación (S) es normalmente igual a

los límites que dan las fuentes de alimentación. El límite mínimo de

alimentación (C) está determinado por el borde de la región lineal del

transistor (para un BJT es la saturación, (V ¿¿EC)¿. Para máxima excursión

simétrica es necesario elegir el punto Q que permita iguales espacios de

oscilación en las direcciones positiva y negativa. Una elección tanto a la

derecha como a la izquierda de este valor óptimo disminuirá la capacidad del

amplificador para una excursión de tensión simétrica.

melusina

ESTABILIDAD DE LA POLARIZACION FRENTE A VARIACIONES

DE LOS PARAMETROS INTRINSECOS Y DE LA TEMPERATUA

Estabilidad frente a la temperatura.

Existe otro factor de polarización muy importante que debe ser

considerado después que se selecciono y polarizo el circuito BJT en el punto

de operación, este sería el efecto de la temperatura. La temperatura causa

que los parámetros del dispositivo como la ganancia de corriente βac del

transistor y la corriente de fuga ICEOdel mismo, se modifiquen. Mayores

temperaturas provocan un incremento en las corrientes de fuga del

dispositivo con lo que se modifica la condición de operación establecida por

la red de polarización. La consecuencia de esto es que el diseño de la red

deberá proporcionar también un grado de estabilidad en temperatura de

manera que los cambios de temperatura provoquen las menores

modificaciones en el punto de operación.

Las variaciones de temperatura se reflejarán en variaciones de los

parámetros de PSPICE. Desde un punto de vista matemático, una vez

analizada la influencia de la variación de los parámetros en el punto de

operación, bastaría con analizar la dependencia de cada parámetro con la

temperatura. El resultado es que un aumento de T produce un aumento de

BF, IS e ISE, pero mientras el aumento de BF e IS supone un aumento de

IC, el aumento de ISE resulta en una disminución de IC que compensa en

parte el efecto de los otros parámetros. La tendencia general es que la

estabilidad térmica mejora aumentando RE y disminuyendo RB (aunque la

variación con RB apenas es significativa). Este resultado coincide con el

obtenido para la estabilidad con respecto al cambio de dispositivo.

A la vista de los resultados obtenidos, se concluye que la estabilidad

del amplificador, tanto ante el cambio del dispositivo como ante variaciones

de la temperatura, mejora aumentando RE y disminuyendo RB. Podemos

considerar que el Zener es el único elemento cuyo funcionamiento depende

de la temperatura, por lo que en este caso la constante térmica del circuito es

directamente la variación de la tensión del Zener con la temperatura. En

principio, dado que V0 = VZ, podemos deducir fácilmente que: El coeficiente

de temperatura de los diodos zener varía con la corriente de polarización y

con la tensión nominal del diodo. En la hoja de datos, el fabricante debe

ofrecer una curva de dicho coeficiente en función de la IZ, con VZ como

parámetro. No obstante, típicamente se suele especificar un valor

característico de KTZ para una determinada corriente de polarización

(típicamente la IZ TEST).

Fuentes De Tensión Reguladas.

Una fuente de alimentación regulada ideal es aquella que entrega una

tensión continua constante V 0, independientemente de la corriente I 0 que

circula por la carga, de la temperatura y de cualquier variación de la tensión

de entrada a la misma. Podemos considerar que la tensión de entrada de la

fuente regulada es provista por una fuente no regulada constituida por un

transformador, un rectificador y un filtro. Este tipo de fuente posee mala

regulación y cualquier variación, por ejemplo la tensión de entrada, producirá

variación de la tensión de salida, por lo que debe agregársele un dispositivo

o circuito regulador.

Doble Polarización:

Este tipo de polarización es donde la antena radial componentes de

polarización vertical y horizontal, de amplitud sensible igual pero sin relación

de fase precisa entre ellas. En general, las fuentes polarizadas vertical y

horizontal pueden estar desplazadas una de otra, de manera que la

polarización resultante esta comprendida entre la polarización circular y la

polarización oblicua.

Polarización mixta:

Este término se aplica a todos los métodos de difusión con

componentes polarizadas vertical y horizontalmente. Comprende la

polarización oblicua, la polarización elíptica (incluida la polarización circular)

y la doble polarización.

COMPENSACION DE LA POLARIZACION MEDIANTE DIODOS Y

TERMISTORES.

Para compensar los efectos de la temperatura en la tensión V BE del

transistor se puede usar otra unión PN (transistor o diodo) de idéntica

características a la unión base-emisor del transistor empleado. En el ejemplo

de la figura se puede deducir fácilmente que si la dependencia de la tensión

V BE del transistor con la temperatura es idéntica a la de la tensión del diodo

V γ, entonces se compensa y la corriente del colector no varia al cambiar la

temperatura.

Efectivamente, la corriente del colector la podemos poner como

(suponiendo IC≅ I E) : IC=V−V BE

RE, y de aquí obtenemos la variación con la

temperatura como:

ICT

=

VT

−V BE∂TRE

Aplicando la superposición de que ambas uniones tienen la misma

variación es decir, suponiendo ∂V γ∂T

=∂V BE∂T

, obtenemos que ∂ IC∂T

=0, es decir

que la corriente de colector quede compensada frente a variaciones de temperatura.

CONCLUSIÓN

Actualmente, aunque la mayoría de sistemas electrónicos son

digitales, estos poseen una parte análoga como interacción con el mundo

externo a través de una interfaz de tipo analógico. La mayoría de los diseños

actuales de circuitos análogos y de señal mixta son realizados en procesos

de substrato en CMOS, usando dispositivos de enriquecimiento que poseen

muy poca interacción con los MOSFET usados en el diseño de circuitos

digitales.

La estabilidad de funcionamiento de los circuitos con transistores es

un aspecto fundamental en el diseño de los mismos. El diseñador no sólo ha

de asegurar que el circuito funciona, sino que lo hace dentro de los límites

máximos y mínimos indicados por las especificaciones del mismo. Además

ha de prever posibles eventualidades al funcionamiento que puedan hacer

que el circuito deje de funcionar. La elección de la red de polarización de un

transistor puede resultar clave a la hora de garantizar que el circuito se

adaptará a nuestras expectativas.

La corriente que circula por el transistor. Al estar la unión emisora en

directa, el emisor N inyecta electrones a la base PO y esta inyecta huecos al

emisor N. La teoría de la unión PN que si el dopaje de la región N es mayor

que P, la corriente de electrones a través de la zona ZCE (zona de carga

espacial) de la unión es muy superior a la del hueco.

La ubicación del punto Q permite excursiones simétricas de la tensión

de señal alrededor de un punto central: la distorsión ocurrirá para

excursiones de igual magnitud en la dirección positiva y negativa. Los

amplificadores que tienen cargas acopladas capacitivamente o resistencias

puenteadas con capacitores, en la relación i-v de salida, no tienen el rango

completo de la fuente de alimentación para la excursión del voltaje de salida