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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
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• 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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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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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)
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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)
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Base común
Colector común Emisor común
Configuraciones
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Transistor bipolar de unión (BJT)
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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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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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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)
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Caracterís5ca de salida Caracterís5ca de entrada
Emisor común
Curvas caracterísIcas del BJT (I)
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Transistor bipolar de unión (BJT)
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¿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)
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Emisor común. Límites de funcionamiento
Curvas caracterísIcas del BJT (III)
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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)
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Transistor bipolar de unión (BJT)
Electrónica Industrial
El transistor BJT como amplificador. Necesidad de la polarización
Aplicaciones (III)
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Transistor bipolar de unión (BJT)
Electrónica Industrial
El transistor BJT como amplificador. Necesidad de la polarización
Aplicaciones (IV)
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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)
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El transistor como interruptor
Aplicaciones (VI)
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Transistor bipolar de unión (BJT)
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¿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)
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El transistor como interruptor
Aplicaciones (VIII)
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Encapsulado de transistores (I) Pequeña señal
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Encapsulado de transistores (II) Potencia
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Encapsulado de transistores (III)
Radiofrecuencia