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TRANSISTORES
•Transistores de juntura bipolar (BJT)•Transistores de Efecto de Campo (FET)
Transistores Bipolares de Unión(BJT)
Transistores y Juntura Bipolar
1947 Laboratorios Bell AT&T Primer transistor
1949 W. Shockley – Teoria William Shockley ; John Barden, Walter Brattain.
1951 Fabricación en serie.
Transistores Bipolares de Unión
El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consiste de dos capas materiales tipo “n” y una tipo “p” o bien de dos capas materiales tipo “p” y una tipo “n”
p n pE C
B
Vee Vcc
n p nE C
B
Vee Vcc
BJT
Se refiere al hecho de que los huecos y los electrones participan en el proceso de inyección hacia el material polarizado de forma opuesta
Construcción Básica del BJT
El emisor tiene gran cantidad de impurezas. Su función es emitir o suministrar los portadores de carga.La base tiene muy pocas impurezas y es muy delgada.La cantidad de impurezas en el colector es menor que en el emisor, pero mayor que en la base. El área del colector es la mayor de las 3, porque es el colector el que disipa mayor cantidad de calor en el emisor o la base.
E : EmisorC : ColectorB : Base
Operación del Transistor 1.- Polarización Directa-
Inversa Para que el transistor funcione se
debe tener una unión pn polarizada inversamente y la otra polarizada
directamente. IE = Ic + IB Ic = Ic mayoritarios + Ico Minoritaria
Al componente de corriente minoritaria se le denomina corriente de fuga y es Ico (Corriente Ic con la terminal del Emisor Abierta)
Polarización en DC de BJT’s
El nivel DC de un transistor en operación es controlado por diversos factores incluyendo el rango de pts de operación posibles.Las siguientes relaciones son importantes para un transistor:Vbe= 0,7VIe= (B+1)Ib Ic= BIb.
Para los amplificadores o transistores, el voltaje y la corriente DC resultantes establecen un pto de operación sobre las características que definen una región que se utilizara para la amplificación de la señal aplicada, este pto de operación es pto fijo (PUNTO Q)
Ptos de operación
La operación en las regiones de corte, saturación y lineal de las características del BJT se ofrecen de la siguiente manera:
OPERACION EN LAS REGIONES
1.OPERACIÓN EN LA REGION LINEAL1. Unión base-emisor con
polarizacion directa.2. Unión base-colector con
polarizacion indirecta.
2. OPERACIÓN EN LA REGION CORTE1. Unión base-emisor con
polarizacion inversa
3. OPERACIÓN EN LA REGION SATURACION.
1. Unión base – emisor con polarizacion directa
2. Unión base – colector con polarizacion directa.
Configuración Base Común
Se llama así porque el terminal de la Base es común tanto para el circuito de entrada como para el de salida.
Región Activa Juntura BE directamente BC inversamenteRegión de Corte Juntura BE Inversamente BC inversamenteRegión de Saturación Juntura BE directamente BC directamente
En base común, entrada emisor salida colector
Curva Característica de Entrada para BC en un npn
El transistor PNP es el complemento del NPN, esto significa que todas
las corrientes circulan en sentido contrario y los voltajes son inversos. NPN not pointing in PNP pointing in En base común, entrada emisor, salida colector En emisor común, entrada base, salida colector En colector común, entrada base, salida emisor
Región Activa Juntura BE directamente BC inversamenteRegión de Corte Juntura BE Inversamente BC inversamenteRegión de Saturación Juntura BE directamente BC directamente
OJO
En el modo DC los niveles de Ic e Ie se encuentran relacionados, para niveles prácticos (dispositivos) podrían sugerir que:
α=Ic/Ie
Alfa ()
En DC Ic e IE se relacionan con .
Polarización DC para BCLa red de polarización DC incluye las fuentes de poder y las resistencias. El propósito de las resistencias es hacer que el resistor opere en la región determinada de interés, pero además son parte del circuito total del amplificador.
Con los gráficos de la curva de Salida y Entrada
IE=1,4 mA
IE=1,8 mA
IE=1,2 mA
IE=1,6vmA
6
b) Supongamos que Re=0.1K
VBE
Supongamos que estamos en el comienzo y cambiamos Rc=10K
Si suponemos que Rc es un potenciómetro y Rc baja Vcb sube y Q sube
K
mA
Especificaciones Máx. Del Transistor
En los manuales de datos publicados por los fabricantes siempre están especificados los valores máximos y mínimos permitidos de voltajes y corrientes.
Ic máx. = 1 A. Vcb máx. = 75 V Pc máx = 7.5 W
Para una configuración BC
Para una configuración BC
Ic máx. Se quemaVcb máx cae en la rupturaPmáx. Se quema (por la
Temp., calentamiento a largo plazo, daña al transistor porque durará menos de lo que deberá).
Otros parámetros:Ic rangoVce rango
Configuración Emisor Común (EC)
n
p
n
+ VBB -
E IE
out
+Vcc
-
CIC
B
IB
CBOIII
III
III
IIII
III
III
CB
CBOBC
CBOBCCBOCBC
CBECBOEC
1
10
1
1
1
)1(
Iceo= Corriente de colector con emisor abierto
Entrada por la base Salida por el colector
Configuración de Emisor Común
E
C
B
Ic
Ie
Ib
Se denomina debido a que el emisor es común o hace referencia a los terminales tanto de entrada como de salida.
Transistor NPN
E
C
B
Ic
Ie
Ib
Transistor PNPAmbos tipos obedecen a la siguiente ecuación:Ie= Ic + IbEcuacion que relaciona Ic e Ib (beta):B=Ic/Ib.
Configuración de Emisor Común
Conjunto de características de salida para EC
Región Activa
IB=30 uA
IB = 20 uA
IB = 15 uA
IB = 10 uA
IB = 7 uA
Región de corteICEO IB = 0
Region de Saturacion
VCEsat
Para pnp cambian los signos de VCE
Vce (v)
Ic (mA)
Conjunto Característica de entrada para EC (npn)
VCE = 1 V
VCE = 10 V
VCE = 20 V
VBE (V)
IB(uA)
Factor de compensación para configuración EC (β)
)1(
1
CE
CE
CE
E
C
CB
B
C
B
C
II
II
II
I
I
II
I
I
I
I
1
11
11
1
CC
C
CC
C
BCE
II
I
II
I
III
Configuración de Colector Común
En colector común, entrada base, salida emisor.
Esta configuración se la usa sobre todo en propósitos de acoplamiento de impedancia, debido a que tiene una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, contrariamente a las configuraciones anteriores.
Transistor PNP
Se utiliza para propósitos de acoplamiento de impedancia aunque el transistor esta conectado de manera similar a la configuración emisor común.Ie vs. Vec (PNP)curva salidaIe vs. Vce (NPN)curva salida
Transistor NPN