TRANSISTORES

TRANSISTORES M.C. ÁNGEL VERGARA BETANCOURT ING. MECATRÓNICA ITSZ

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MARZO 2012

TRANSISTOR: DISPOSITIVO SEMICONDUCTOR DE TRES TERMINALES

APARECE EN 1947 (BRATTAIN Y BARDEEN)

CLASIFICACIÓN Los transistores transistores se clasifican por: • 

Material semiconductor: germanio, el silicio, arseniuro de galio, el carburo de silicio, etc.

• 

Estructura: BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, "otros tipos".

• 

Polaridad: NPN, PNP en los BJTs; BJTs; N-canal, P-canal en los FETs. FETs.

• 

Potencia máxima calificación: bajo, medio, alto.

• 

Frecuencia máxima de funcionamiento: bajo, medio, alto, la frecuencia de radio (RF), de 

microondas, etc. • 

Aplicación: cambiar, de propósito general, audio, de alta tensión, super-beta, par.

• 

Física embalaje: a través de agujeros de metal, a través de agujeros de plástico, montaje 

en superficie, la bola de la red matriz, módulos de potencia. • 

Factor de amplificación Hfe.

•

EXISTEN DOS TIPOS DE TRANSISTORES: •

BJT (TRANSISTOR BIPOLAR DE UNIÓN)

•

FET (TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO - UNIPOLAR)

•

•

JFET (TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNIÓN)

MOSFET (TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO METAL-ÓXIDOSEMICONDUCTOR  – DECREMENTAL Y INCREMENTAL)

 –

LOS TRANSISTORES FET PRESENTAN TRES TERMINALES: •

•

•

EMISOR (E) COLECTOR (C) BASE (B)

CARACTERÍSTICAS DEL TRANSISTOR JFET •

ESTÁ CONSTITUIDO POR TRES CAPAS Y PRESENTA TRES TERMINALES:

CARACTERÍSTICAS DEL TRANSISTOR MOSFET DECREMENTAL

CARACTERÍSTICAS DEL TRANSISTOR MOSFET INCREMENTAL

CARACTERÍSTICAS DEL TRANSISTOR BJT

LOS TRANSISTORES BJT PRESENTAN TRES TERMINALES:

 –

•

•

•

EMISOR (E) COLECTOR (C) BASE (B)

- EL EMISOR SE ENCUENTRA FUERTEMENTE DOPADO, - LA BASE LIGERAMENTE DOPADA Y  - EL COLECTOR PRÁCTICAMENTE  SIN DOPAR

OPERACIÓN DEL TRANSISTOR BJT •

Considere un transistor pnp:

•

Considere un transistor npn:

Corriente de fuga

 I E  I C





IC

I Cmay

 

I B I CO min

Existen tres configuraciones de conexión de los transistores:

En cualquiera de los casos NPN o PNP se tiene que:

I E 

Para cualquier configuración

Ejemplo:

Un transistor tiene una ganancia de corriente alfa

α

=0,98. Calcular la corriente de base I B para una corriente de emisor de 2 mA y también calcular las

ganancias de corriente beta y gamma β y γ.

CONFIGURACIÓN BASE-COMÚN - La terminología de la base común se deriva del hecho de que la base es común tanto a la entrada como a la salida de la configuración. - Tiene ganancia de voltaje pero no ganancia de corriente  Esta configuración no es muy usual pero se utiliza como circuito amplificador no inverso de voltaje (señal de entrada en fase con señal de salida)

CONFIGURACIÓN EMISOR-COMÚN - El emisor está a tierra  - Tiene ganancia de voltaje y de corriente  La señal de entrada es aplicada entre base y emisor, y la salida entre colector y emisor. Esta configuración es usual para amplificadores basados en transistores

CONFIGURACIÓN COLECTOR-COMÚN -El colector es común a traves de la fuente  - Tiene ganancia de corriente pero no de voltaje  La señal de entrada es aplicada directamente a la base y la salida se toma sobre la carga en el emisor. Esta configuración se utiliza como seguidor de voltaje o como seguidor emisor para aplicaciones de acoplamiento de impedancia.

1.- Un transistor tiene una corriente de colector de 10 mA y una corriente de base de 40μA. ¿Cuál es la ganancia de corriente (β) del transistor? 2.- Un transistor tiene una ganancia de corriente de 175. si la corriente de base es de 0.1 mA, ¿cuál es el valor de corriente del colector? 3.- Un transistor tiene corriente de colector de 10 mA . Si la ganancia de corriente es de 135. ¿cuál es el valor de corriente de la base?

Nota sobre los subíndices SUBÍNDICES DOBLES SUBÍNDICES IGUALES

SUBÍNDICES DIFERENTES

FUENTE VCC , VBB

TENSIÓN ENTRE 2 PUNTOS VBE , VCE

SUBÍNDICES SIMPLES TENSIÓN PARA NODOS Y TIERRA VB , V E

Zonas de funcionamiento del transistor

BASE-COMÚN

CURVAS CARACTERÍSTICAS EN BASE COMÚN

CURVA DE ENTRADA

CURVA DE SALIDA

Regiones de operación en base común •

Región de corte:

•

Región activa:

•

Región de saturación:

EMISOR-COMÚN

CURVAS CARACTERÍSTICAS EN EMISOR COMÚN

CURVA DE ENTRADA

CURVA DE SALIDA

COLECTOR-COMÚN

CURVA DE PUNTOS CARACTERÍSTICOS

Polarización del Transistor

Son las tensiones adecuadas V BE  y V BC  en ausencia de una señal de entrada.

•

Transistor como interruptor abierto 

Corte

•

Transistor como interruptor cerrado 

Saturación.

•

Transistor como amplificador



Activa

Circuitos de polarización típicos

Circuito de polarización de base Para la zona activa:

Dependencia con β

Influencia de VCC

Influencia de RC

Influencia de RB

Influencia de RE

Valor de RE

Independiente de β “Estable”

Circuito de polarización por división de tensión -Se emplea para amplificación -R1 y R2 determinan el punto de operación Q.

Independiente de β “Estable”

Transistor como amplificador -Q debe permitir máxima amplitud de salida y mínima distorsión

Amplificación

Distorsión por corte y/o saturación