transistores bipolares
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electronicaITRANSCRIPT
República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario de Tecnología Antonio José de Sucre
Extensión San Felipe
Br, Pedro Soteldo
CI 21.521.301
Profa. Marienny Arrieche
Noviembre 2015
TRANSISTO
RES
BIPOLARES
Electrónica I
¿Qué es un Transistor?
Un transistor es un aparato que funciona a base de un dispositivo semiconductor que cuenta con tres terminales, los que son utilizados como amplificador e interruptor. Una pequeña corriente eléctrica, que es aplicada a uno de los terminales, logra controlar la corriente entre los dos terminales.
Los transistores se comportan como parte fundamental de los aparatos electrónicos, análogos y digitales. Específicamente, en los aparatos electrónicos digitales, un transistor se utiliza como interruptor, pero también se les da otros usos que guardan relación con memorias RAM y puertas lógicas. Por otra parte, en cuanto a los aparatos análogos, se utilizan, por lo general, como amplificadores.
El transistor debe su nombre a su capacidad de transformar la resistencia de la corriente eléctrica que pasa entre el receptor y el emisor, y fue inventado por Jahn Bardeen, William Shockley y Walter Brattain.
Como ya se mencionaba, un transistor está conformado por tres partes. Una de ellas es la que se encarga de emitir electrones, por lo tanto, es el emisor. Una segunda parte es la que los recibe, el denominado colector, y por último, una tercera parte que opera como un modulador del paso de los electrones.
Tipos de Transistores
Existen varios tipos de transistores, entre los que encontramos los transistores bipolares y los transistores de efecto de campo. Los primeros, los bipolares, surgen a partir de la unión de tres cristales de material semiconductor. Este tipo de transistores son generalmente utilizados en aparatos electrónicos analógicos y en ciertos aparatos digitales.
Los transistores de efecto de campo, también llamados JFET o Junction Field Effect Transistor, MOSFET o Metal Oxide Semiconductor FET, o bien, MISFET o Metal Insulator Semiconductor FET. Este tipo de transistores, en la actualidad se encuentran en múltiples aparatos de diversos usos, como calculadoras, radios, televisores, videos, grabadoras, reproductores de mp3, celulares, automóviles, relojes, computadores, refrigeradores, alarmas microondas, lavadoras, equipos de rayos x, ecógrafos, tomógrafos, etc.
¿Qué es un BJT y cuáles son sus parámetros?
Es un dispositivo electrónico. Su estructura interna la forman tres
cristales dopados Por tanto en su interior existen dos junturas o
uniones P-N Se denominan bipolar, ya que funciona en base a dos
portadores de corriente "Huecos" y "Electrones".
Un Transistor bipolar presenta tres terminales denominados:
Emisor: Emite los portadores Mayoritarios
Base: Soporta los dos cristales "Emisor" y "Colector" ademas
controla el paso de los portadores mayoritarios.
Colector: Recolecta los portadores mayoritarios que emite el emisor.
Para los bipolares tenemos dos tipos de transistores:
P-N-P N-P-N
Cada cristal del transistor presenta distinto dopado, es decir:
Emisor: Altamente dopado
Base: Débilmente o pequeñamente dopada
Colector: Medianamente dopado.
El transistor para que funcione, se debe polarizar las dos uniones o
junturas.
Juntura o unión (emisor-base)(J1) debe polarizarse en forma
directa, es decir cristal (P) positivo, Cristal (N) Negativo.
Esto es para generar la emisión de portadores mayoritarios.
A esta unión emisor-base, también se le denomina diodo de emisor.
Juntura o Union(Colector-Base)(J2) se debe polarizar siempre en
forma inversa, es decir positivo al cristal (N) y negativo al cristal (P).
Esto para recolectar o atraer los portadores que el emisor emite
(mayoritarios). A esta union o juntura Colector-Base se le denomina
diodo de colector.
Para el caso del transistor N-P-N, los portadores mayoritarios
emitidos, son electrones, portando el colector debe tener un
potencial alto positivo, para recolectar.
Para el caso del transistor P-N-P, Los portadores mayoritarios
emitidos, son huecos, por tanto el colector debe tener un potencial
alto negativo para recolectar.
El transistor presenta en forma general, tres corrientes:
Corriente de Emisor (IE)
Corriente de Colector (IC)
Corriente de Base (IB)
IE ≈ IC
IE Y IC >> IB
En el transistor se cumple: IE=IC+IB
La diferencia entre los dos transistores es el tipo de portador
mayoritario. Al analizar un transistor correctamente polarizado se
presentan en dos mallas eléctricas o dos circuitos cerrados:
Malla de Emisor
Malla de Colector
Por tanto las ecuaciones de malla son:
Malla de Emisor: Vee=(Ie•Re)+Veb
Malla de Colector: Vcc=(Ic•Rc)+Vcb
Configuración Base-Común
Análisis:
Para esta configuración tenemos la entrada entre emisor y Base,
por tanto los parámetros eléctricos de entrada son: IE-VEB-RE.
La salida del transistor esta entre "Colector y Base", por tanto los
parámetros eléctricos de salida son: IC-VCB-RC
Calculo de Ie
En transistores bipolares, fluctúa entre los 3μA a 10μA
aproximadamente como valor nominal.
Auto polarización del Transistor
Un transistor se encuentra auto polarizado cuando utiliza una fuente
común para ámbar mallas y deriva o divide tensión para polarizar
las dos junturas o uniones que presenta esta división de tensión la
realiza con resistencias.
La resistencia Rb es un divisor de tensión en base y debe presentar
un valor alto de orden de los Kilo Ω.
¿Cuál es la Región de Operación de un BJT?
En general, los transistores bipolares de circuitos analógicos
lineales están operando en la región activa directa.
En esta región existe cuatro zonas de operación definidas por el
estado de las uniones del transistor (Tabla 1.1): saturación, lineal,
corte y ruptura; estas zonas se indican claramente en la figura 1.2
que representa las zonas de operación de un transistor.
A continuación se describe las características del transistor en estos
modos de operación considerando el transistor NPN únicamente;
similar resultado puede ser aplicado a transistores PNP.
Región activa lineal
En la región activa lineal, la unión emisor-base está directamente
polarizada y la unión base-colector inversamente polarizada; la VBE
está comprendida entre 0.4 V y 0.8 V (valor típico de 0.7 V) y la
VBC > 100mV.
¿Cuáles son las configuraciones para un BJT?
Aunque el transistor posea únicamente tres terminales, se puede
realizar su estudio como un cuadripolo (dos terminales de entrada y
dos de salida) si :1: vc. v“ uno de sus terminales es común a la
V» Vcb w. m entrada y salida:
Base Común.
ansecouun EMBOR COMW “LEC” WW" - Emisor Común.
Colector Común
común (BC): Aicc=1; Re pequeña; Rs muy grande.
Colector común (CC): Aicc elevada; Re muy grande; Rs muy
pequeña.
Emisor común (EC): Aicc elevada; Re pequeña; Rs grande.
El montaje EC se aproxima más al amplificador de corriente ideal.
El montaje BC permite adaptar una fuente de baja resistencia que
ataca a una carga de alta resistencia.
El montaje CC adapta una fuente de alta resistencia de salida a una
Carga de bajo valor.
Seleccione un ejercicio para las diferentes configuraciones y resuélvalo
Un transistor BJT del tipo NPN se encuentra en un circuito
electrónico y presenta las siguientes tensiones entre sus terminales:
UEB=-0.7 V y UCB=-0.7 V. En estas condiciones, ¿en qué zona
está trabajando el transistor?.
Dado el circuito de la figura determine en que zona de trabajo se
encuentra el transistor (β =100).