Cap 4 Transistor

UNIDAD III :

4. EL TRANSISTOR (BJT)

ELECTRICIDAD - ELECTRONICA

Semestre 2014-2

INGENIERIA INDUSTRIAL

DR. ING. LUIS MENDOZA QUISPE

4.1 INTRODUCCION BJT (Bipolar Junction Transistor)

Los transistores de unin bipolares, son dispositivos de

estado slido de tres terminales, ncleo de circuitos de conmutacin y procesado de seal.

El transistor se ha convertido en el dispositivo ms empleado en electrnica, a la vez que se han ido incrementando sus capacidades de manejar potencias y frecuencias elevadas, con gran fiabilidad. (No existe desgaste por partes mviles).

Los transistores son dispositivos activos con caractersticas altamente no lineales.

4.1 INTRODUCCION Efecto Transistor: el transistor es un dispositivo cuya

resistencia interna puede variar en funcin de la seal

de entrada.

Esta variacin de resistencia provoca que sea capaz de regular la corriente que circula por el circuito al que

est conectado. (Transfer Resistor).

4.2 CONSTITUCION INTERNA DE UN BJT

Es un dispositivo de tres terminales, equivalente a dos diodos PN unidos en sentido opuesto.(Emisor, Base y Colector) En funcin de la situacin de las uniones, existen dos tipos: NPN y PNP. La unin correspondiente a la Base-Emisor, se polariza en directa; y la Base-Colector en inversa. As, por la unin Base-Colector circula una corriente inversa.

4.2 CONSTITUCION INTERNA DE UN BJT Son componentes que se utilizan principalmente:

Para amplificar seales.

Como interruptores controlados.

Un tipo de transistores muy utilizado son los bipolares(BJT).

Transistores bipolares hay de dos clases:

Tipo PNP.

Tipo NPN.

4.2 CONSTITUCION INTERNA DE UN BJT

Terminales del transistor NPN Emisor: es el terminal por el cual salen

los portadores de carga.

Base: es el terminal que regula el paso de corriente elctrica a travs del transistor.

Colector: es el terminal por donde entran los portadores de carga.

4.3 ESTADOS DE FUNCIONAMIENTO

Corte: la intensidad en la base es 0A por lo tanto no circula corriente entre el colector y el emisor. Ic 0A. Ie 0A.

Se puede entender como si estuviera cerrado el grifo de electrones entre el colector y el emisor colector emisor

base


Zona activa: el transistor se utiliza para amplificar seales de baja potencia.

Ic = Ib.

Ie = Ib + Ic

Ahora hay corriente entre el colector y el emisor.

Se puede entender como si estuviera abierto el grifo de electrones entre el colector

y el emisor y cuanto ms se abriera el grifo por la corriente de la base ms corriente saldra por el emisor.

4.3 ESTADOS DE FUNCIONAMIENTO Zona saturacin: ahora por mucha

intensidad que entre por la base, por el emisor sigue pasando prcticamente lo mismo y en el colector igual.

Ic Ib. Ie = Ib + Ic

Hay corriente entre el colector y el emisor pero no es un valor amplificado de la corriente de base.

Se puede entender como si estuviera

abierto al mximo el grifo de electrones

entre el colector y el emisor .

colector emisor

base


Valores del transistor en los distintos estados de funcionamiento

Ic Vbe Vce

Corte 0A < 0,7 v Vcc = Vpila

Zona directa Ic = Ib 0,7 v VccVce0,2v

Saturacin Ic Ib > 0,7 v 0,2 v

Aunque el transistor posea nicamente tres terminales, se puede realizar su estudio como un cuadripolo (dos terminales de entrada y dos de salida) si uno de sus terminales es comn a la entrada y salida: Base Comn. Emisor Comn. Colector Comn

Base comn (BC): Aicc=1; Re pequea; Rs muy grande. Colector comn (CC): Aicc elevada; Re muy grande; Rs muy pequea.

Emisor comn (EC): Aicc elevada; Re pequea; Rs grande.

El montaje EC se aproxima ms 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.

4.4 CONFIGURACION - BJT

En el montaje EC de la figura, se polariza directamente la unin Base-Emisor; e inversamente la unin Base-Colector.

Se polariza el BJT si Vbe aprox. 0,6 voltios (polarizacin directa), y Vce>Vbe (unin base-colector en inversa).

La corriente de emisor es aquella que pasa por la unin base-emisor polarizada en directa y depende de Vbe al igual que en un diodo pn.

4.5 FUNCIONAMIENTO BASICO BJT (NPN)

4.6 ECUACIONES DEL DISPOSITIVO

Para una tensin base emisor superior a unas dcimas de voltio, la exponencial hace despreciable la unidad del interior del parntesis.

Sustituyendo la intensidad de colector utilizando las dos primeras ecuaciones:

4.6 ECUACIONES DEL DISPOSITIVO

El presente circuito permite obtener las curvas de entrada (Vbe vs. Ib) y de salidad (Ic vs. Vce) del BJT en EC. Se observa que la caracterstica de entrada, es similar a la del diodo. As, tambin disminuir Vbe con la temperatura a razn de 2mV/K. Las curvas caractersticas de salida muestran la corriente de colector independiente de la Vce, si es mayor de 0,2 v.

11

4.7 CONFIGURACION DEL BJT EN EMISOR COMUN CURVAS CARACTERISTICAS BASICAS

MODO

POLARIZACIONDELAUNION

EMISOR-BASE COLECTORBASE

Activo-Directo Directa Inversa

Corte Inversa Inversa

Saturacin Directa Directa

Activo-Inverso Inversa Directa

Segn la polarizacin de cada unin, se obtendr un modo de trabajo diferente, segn la tabla. En la regin Activa - directa, el BJT se comporta como una fuente controlada. (Amplificacin) En el modo Corte nicamente circulan las corrientes inversas de saturacin de las uniones. Es casi un interruptor abierto. En Saturacin, la tensin a travs de la unin de colector es pequea, y se puede asemejar a un interruptor cerrado. Activo inverso, no tiene utilidad en amplificacin.

4.8 DEFINCION DE LOS MODOS DE TRABAJO DEL TRANSTOR (BJT)

TRANSISTORES DE UNION BIPOLAR (BJT) (2da Parte)

ELECTRICIDAD - ELECTRONICA

INGENIERIA INDUSTRIAL

El transistor es un dispositivo de tres zonas o capas. Podemos tener una zona de material tipo n en medio de dos zonas de material tipo p, en este caso se denomina transistor pnp, o bien tener una zona tipo p con dos zonas tipo n a cada lado, en cuyo caso estaramos hablando de un transistor npn.

Estructura del transistor BJT.

CONSTITUCION INTERNA DE UN BJT

En la figura aparecen los smbolos que se utilizan para la representacin del transistor de unin bipolar. Para las corrientes se han representado los sentidos reales de circulacin de las mismas.

SIMBOLOS Y CONVENIO DE SIGNOS

SIMBOLOS Y CONVENIO DE SIGNOS

COMPONENTES DE LA CORRIENTE DEL TRANSISTOR

POLARIZACION DEL TRANSISTOR ZONA ACTIVA

REGIONES DE FUNCIONAMIENTO Y MODELOS EQUIVALENTES

PUNTO DE FUNCIONAMIENTO TRANSISTOR

POLARIZACION DEL TRANSISTOR

La polarizacin del transistor consiste en aplicar las tensiones adecuadas a las uniones de emisor-base y colector-base que permitan situar al transistor en la regin de funcionamiento adecuada a la aplicacin que se persigue, en ausencia de la seal de entrada. Si la aplicacin que se persigue es la utilizacin del transistor como amplificador, situaremos el punto de trabajo en aquella zona dnde tenga un comportamiento ms o menos lineal. Como ya se ha visto en la curva de puntos caractersticos del transistor, este comportamiento se puede apreciar en la zona activa.


La polarizacin del transistor se logra a travs de los circuitos de polarizacin que fijan sus corrientes y tensiones. En la figuras se muestran los circuitos de polarizacin ms tpicos basados en resistencias y fuentes de alimentacin. La eleccin de un circuito u otro depender de la aplicacin y del grado de estabilidad que se desea del punto de polarizacin.


Circuito de polarizacin de base (polarizacin fija)

Como punto de partida en el anlisis de la estabilidad del punto de polarizacin segn el circuito de polarizacin seleccionado, nos fijaremos en el circuito de polarizacin fija.

circuito la malla de entrada:

Planteando la expresin de la malla de salida:



las curvas caractersticas del transistor en la configuracin en emisor comn obtenemos la recta de carga esttica de dicho circuito

Dependencia con



Dnde podemos confirmar la dependencia directa de la corriente IC con la del transistor.

Fin del Capitulo

Hasta la prxima clase ..

Cap 4 Transistor

Documents

Transcript of Cap 4 Transistor