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69 Transistor bipolar de unión (BJT) Electrónica Industrial Interruptores Pulsadores Potenciómetros LDRs Fotocélulas Encoders Galgas extensom Termopares Acelerómetros MEMs SENSORES Solenoides, relés, piezoeléctricos Motores de conInua Motores paso a paso Servomotores DisposiIvos hidráulicos y neumáIcos. ACTUADORES C. discretos Amplificadores Filtros A/D ACONDICIONADORES DE SEÑALES DE ENTRADA E INTERFACES Combinacionales Secuenciales μP μC Memorias SoC Comunicaciones SoUware SISTEMAS DE CONTROL DIGITAL D/A Amplificadores PWM Transistores ACONDICIONADORES DE SEÑALES DE SALIDA E INTERFACES LEDs Displays LCD CRT TFT VISUALIZADORES Sistemas mecánico

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

•  Interruptores  •  Pulsadores  •  Potenciómetros  •  LDRs  •  Fotocélulas  •  Encoders  

• Galgas  extensom  •  Termopares  •  Acelerómetros  • MEMs  

SENSORES  •  Solenoides,  relés,  piezoeléctricos  • Motores  de  conInua  • Motores  paso  a  paso  •  Servomotores  •  DisposiIvos  hidráulicos  y  neumáIcos.  

ACTUADORES  

•  C.  discretos  •  Amplificadores  

•  Filtros  •  A/D  

ACONDICIONADORES  DE  SEÑALES  DE  

ENTRADA  E  INTERFACES  

•  Combinacionales  •  Secuenciales  •  μP  •  μC  

• Memorias  •  SoC  •  Comunicaciones  •  SoUware  

SISTEMAS  DE  CONTROL  DIGITAL  

•  D/A  •  Amplificadores  •  PWM  

•  Transistores  

ACONDICIONADORES  DE  SEÑALES  DE  SALIDA  

E  INTERFACES  •  LEDs  •  Displays  •  LCD  

•  CRT  •  TFT  

VISUALIZADORES  

Sistemas  mecánico  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Transistor  PNP  

Estructura  del  transistor  BJT  

Transistor  NPN  

0,150  in  

0,001  in  

VEE   VCC  

E  

B  

C  

0,150  in  

0,001  in  

E  

B  

C  

VEE   VCC  

•  E  –  Emisor  (fuertemente  dopado)  •  B  –  Base  (ligeramente  dopado)  •  C  –  Colector  (poco  dopado)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Comportamiento  del  BJT  (I)  Principio  de  funcionamiento  del  transistor  PNP    

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Cuando  la  unión  BC  la  polarizamos  inversamente  hay  un  flujo  reducido  de  portadores  minoritarios  (huecos)  

Comportamiento  del  BJT  (II)  Principio  de  funcionamiento  del  transistor  NPN    

E   C  

B  

N   P   N   El  material  P  Iene  huecos  libres  El  material  N  Iene  electrones  libres  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Al  ser  el  material  de  la  base  muy  delgada,  muchos  electrones  del  emisor  atraviesan  la  base  sin  poder  combinarse  con  los  pocos  huecos  de  la  base.    La  corriente  de  base  es  muy  pequeña  y  se  debe  a  los  huecos  que  se  inyectan  en  la  base  y  se  recombinan  con  unos  pocos  electrones  que  vienen  del  emisor.      Casi  todos  los  electrones  del  emisor  que  atraviesan  la  base  pasan  al  colector.  

Comportamiento  del  BJT  (III)  Principio  de  funcionamiento  del  transistor  NPN    

Ahora  polarizamos  inversamente  la  unión  emisor-­‐base.  E   C  

B  

N   P   N  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Comportamiento  del  BJT  (IV)  Principio  de  funcionamiento  del  transistor  NPN    

•  Como   consecuencia,   la   ganancia   de  corriente  es  muy  baja,  ya  que  la  IE  es  prácIcamente  igual  a  IC  

   •  Si   añadimos   una   resistencia   en   el  

colector   se   producirá   una   caída   de  tensión  importante  si  la  resistencia  es  elevada,  dando   lugar  a  una  ganancia  de  tensión  importante.  

•  Si   esta   caída   es   muy   grande   la  tensión   en   el   colector   disminuye,   y  puede   llegar   a   dejar   de   conducir   el  transistor.  

E   C  

B  

N   P   N  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

La  corriente  de  colector  está  compuesta  de  dos  corrientes:    

BICIEI +=

riosCOminoritaIiosCmayoritarICI +=

La  corriente  del  emisor  es:  

IC  se  mide  en  miliamperios  y  ICO  en  microamperios  o  nanoamperios  y  es  muy  sensible  a  la  temperatura    

Comportamiento  del  BJT  (V)  Corrientes  en  el  transistor    

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Base  común  

Colector  común   Emisor  común  

Configuraciones  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Idealmente  α=1.  En  la  realidad  se  encuentra  entre  0.9  y  0.998  (la  corriente  de  colector  siempre  es  algo  menor  que  la  de  emisor).  

EICI

dcα =

EΔICΔI

acα =

BICIEI +=

Parámetros  del  transistor  (I)  

Ganancia  de  corriente  entre  el  colector  y  el  emisor  (α)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

En  DC:  

En  AC:    

β  representa  la  ganancia  de  corriente  del  transistor.  (β  se  conoce  también  como  hfe,  un  termino  que  se  uIliza  en  el  cálculo  de  transistores)  

B

Cdc I

Iβ =

ttanconsVB

Cac CEI

I=Δ

Δ=β

Parámetros  del  transistor  (II)  

Ganancia  de  corriente  entre  el  colector  y  la  base  (β)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Relación  entre  β  y  α  

1ββα+

=+

==BC

C

E

C

III

II

α−=

−==

1αβ

CE

C

B

C

III

II

Relación  entre  corrientes  

BC βII = BE 1)I(βI +=BICIEI +=

Parámetros  del  transistor  (III)  Relación    entre  Beta  (β)  y  Alfa(a)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Caracterís5ca  de  salida   Caracterís5ca  de  entrada  

Emisor  común  

Curvas  caracterísIcas  del  BJT  (I)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

¿Como  se  obIene  β  de  un  gráfico?  

Note:  βAC  =  βDC  

108A 25

mA 2.7β 7.5VDC CE

=

µ= =

100µA 10

mA 1µA) 20 µA (30mA) 2.2mA (3.2β

7.5V

AC

CE

=

=

−=

=

Emisor  común  

Curvas  caracterísIcas  del  BJT  (II)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Emisor  común.  Límites  de  funcionamiento  

Curvas  caracterísIcas  del  BJT  (III)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Hojas  de  caracterísIcas  (I)  

84 Electrón

ica  Indu

stria

l  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  transistor  BJT  como  amplificador.  Necesidad  de  la  polarización  

Aplicaciones  (I)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  transistor  BJT  como  amplificador.  Necesidad  de  la  polarización  

Aplicaciones  (II)  

87

Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  transistor  BJT  como  amplificador.  Necesidad  de  la  polarización  

Aplicaciones  (III)  

88

Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  transistor  BJT  como  amplificador.  Necesidad  de  la  polarización  

Aplicaciones  (IV)  

89

Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  transistor  BJT  como  amplificador.  Necesidad  de  la  polarización  

Aplicaciones  (V)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  transistor  como  interruptor  

Aplicaciones  (VI)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

¿Cuál es la VCE cuando VIN=0V? ¿Qué valor mínimo de IB se requiere para llevar a saturación este transistor si βCD es de 200? Desprecie VCE(sat) Calcule el valor máximo de RB cuando VIN = 5 V.

El  transistor  como  interruptor  

Aplicaciones  (VII)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  transistor  como  interruptor  

Aplicaciones  (VIII)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  fototransistor  (I)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

El  fototransistor  (II)  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Optoacopladores  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Encapsulado  de  transistores  (I)  Pequeña  señal  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Encapsulado  de  transistores  (II)  Potencia  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Encapsulado  de  transistores  (III)  

Radiofrecuencia  

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Transistor  bipolar  de  unión  (BJT)  

Electrónica  Industrial  

Encapsulado  de  transistores  (IV)  

Transistores  encapsulados  en  un  circuito  integrado