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EL TRANSISTOR DE
UNION BIPOLAR (BJT)
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INTRODUCCION
La palabra transistor se deriva de TrasferResistor o resistencia de transferencia.
El transistor es un dispositivo electronicoque se comporta como una resistenciavariable que depende de una seal
electrica de control, que al variar el valorde la seal de control varia la cantidad decorriente que pasa port el transistor.
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BJT:Transistores bipolares de unin.
FET: Transistores de efecto de campo.JFET: Transistores de efecto de campo de unin.
MESFET: Transistores de efecto de campo de metal semiconductor.
MOSFET: Transistores de efecto de campo de metal-oxido-
semiconductor.
Tipos de transistores
ATE-UO Trans 01
BJTPNP
NPN
FET
JFET
MESFET
MOSFET
Canal N Canal P
Canal N
Empobrecimiento
EnriquecimientoCanal P
Canal N
Canal P
Canal N
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Aplicaciones
Los transistores se uti l iza comoampl if icadores de seal,
conmutador electrnico,puertas lgicas, memorias de
PC y otros.
(BJT)
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transistores bipolares
Construccin de transistores
Smbolo del diodo
Los diodos se construyen uniendo dos tipos distintos desemiconductores: uno llamado tipo N y el otro tipo P. El
primero constituyeel ctodo, mientras que el segundoelnodo. As, el diodo estpolarizado directamentecuando elmaterial tipo P tiene un potencial ms positivo que elmaterial tipo N:
ID
VD
+
+ R
+A CP N
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Se utilizan tres capas semiconductoras, condos de ti po P yuna de tipo N(transistorPNP), odos tipo N y una tipo P(transistorNPN), conformando lo que se conoce comotransistor bipolar.
Tipos de Transistores:
P N P
Transistor PNP
Transistor NPN
EMISOR
E
COLECTORC
B SEB
P NNCOLECTOR
B SE
EMISORE C
B
EE
CCBB
Smbolo del tr ansistor
Construccin de transistores
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ZAD
SATURACIN
DIRECTA
ZAI
SATURACIN
INVERSA
CORTE
CORTE
Transistor BJT 4 modos de operacinen funcin de la polarizacin de las 2 unionesp-n
BJT npn
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Un transistor puede pensarse como compuesto por dos diodos:eldiodo Emisor-Basey eldiodo Base-Colector.
La forma normal de alimentar un transistor es aplicando unapolar izacin directaa la uninojunturaEmisor-Base y una
polar izacin inversaa la juntura Base-Colector:
Transistor PNP Transistor NPN
E C
B+ +
P N P
+ +
E C
B
P NNPolarizacin
DirectaPolarizacin
Inversa
Polarizacin de los transistores
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Aunque podra pensarse que ambos terminales pueden operarindistintamente uno de otro, no es as, ya que la capasemiconductora utilizada en el Colector est especialmente
preparada para manejar una gran corriente, a pesar de estar
polarizada inversamente.Llamando VEEal voltaje aplicado a la unin Emisor-Base, yVCCal aplicado a la unin Base-Colector, la circulacin decorriente para un transistor PNP ser:
E C
B+ +
P N P
VCCVEEIE
IBIC
CBE III
Polarizacin de los transistores
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Polarizacin del transistor
Esta es la configuracin ms tpica de un transistor, y semuestra en el siguiente circuito esquemtico para un Tr. NPN:
C
E
B
IB
IC
IE
Para analizar el efecto que tiene la polarizacin sobre estecircuito, pueden determinarse las caractersticas de entrada-salida.
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Esta es la configuracin ms tpica de un transistor, y semuestra en el siguiente circuito esquemtico para un Tr. NPN:
C
E
BIB
IC
IE
Para analizar el efecto que tiene la polarizacin sobre estecircuito, pueden determinarse las caractersticas de entrada-salida.
Con figu racin de base comn
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Caraqcteristicas de entrada
Caracteristicas de salida
Factor de amplificacion de ganancia decorriente en base comun
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Amplificador de polarizacin universalEl esquema del circuito es el que se muestra a continuacin:
)( ECCCEC RRIVE
El circuito est conformadopor un divisor resistivo,compuesto porR1yR2(conectado a la base deltransistor) y una resistenciaRE(conectado al emisor).
En este caso, se define larecta de cargapor:
EC
R1
R2
R
E
RC
Configuracin emisor comn
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ZONA DEOPERACINCOMO AMPLIF.
LINEAL
REGIN DE CORTE
REGIN
DESATURACIN
Curvas caractersticas
VCE=10V
VCE=20V
VCE=1V
Caractersticas
de base
VBE[V]0,4 0,6 0,8
IB[A]
0,2
0
20
40
60
80
0 VCE[V]5 10 15 200
IC[mA]
0
2
4
6
8
IB=90A
Caractersticasde colector
IB=70AIB=50A
IB=30A
IB=10A
IB=0A
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Factor de amplificacion
Ganancia de corriente en emisosr comun
B beta
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Relaciones entre beta y alfa
Se cumplen las siguientes relaciones:
De las expresiones anteriores se deduce que (despreciando lacorriente de inversa de polarizacin):
ECCBE IIIII ;
BBCCBEC IIIIIII
1
)(
El factor se conoce como ganancia de corr ientecontinua en emisor comn, y en las especificaciones tcnicas
se lo suele denominar hFE.
B
C
II
El factor se conoce como ganancia de corr ientecontinua en base comn.
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Limites de operacion
Para cada transistorhay una region deoperacin sobre las caracteristicas, las
cuales aseguran que no se rebasen losvalores maximos y que la seal de salidahexiba una distorsion minima.
Todos los limites de operacin para untransistor se definen en las hojas deesoecificaciones.
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Transistor comoconmutador
Lmites de operacinPara cada transistor,existe una zona deoperacin, dentro dela cual debe trabajar,
para que exhiba unadistorsin mnima.En la siguientecaracterstica semuestra un aspecto de
lo indicado: REG
IN
DESATURACI
N
ZONA DERECHAZO
REGIN DE CORTE
5 10 15 200
IC[mA]
0
2
4
6
8
IB=90AIB=70A
IB=50AI
B
=30A
IB=10A
IB=0A
ZONA DE
TRABAJOCOMO AMPLIFICADOR
VCE[V]
VCEmx
PCmx
ICmx
VCEsat
ICEO
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Lmites de operacin
Todos los lmites de operacin para un transistor vienendefinidos en sus hojas de especificaciones tcnicas. Entre lasms relevantes pueden citarse:
corriente mxima de colector: Normalmente figura en las
especificaciones como corriente continuade colector. voltaje mximo entre colector y emisor, VCEO: Indica el voltaje
mximo permitido entre el colector y el emisor, cuando la baseest desconectada o polarizada inversamente.
VCE mnimo: Indica el voltajeVCEsato voltaje mnimo que sepuede aplicar para no caer en la zona de saturacin.
PC mx: Representa la mxima potencia de disipasin delcolector (y define la curva azul de la grfica anterior).
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Caractersticas de operacin
Un transistor no slo puede trabajar como amplificador, sinotambin como conmutador, hacindolo trabajar entre lasregiones decortey saturacin.
Se dice que un transistor est encorte(para el caso del
circuito anterior) cuando :
Como se comporta como un circuito abierto, se dice que eltransistor est en estado de bloqueo.
VVyEVII BECCECB 7,0;0;0
El transistor como conmutador
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Por otra parte, se dice que un transistor est ensaturacin(para el mismo circuito) cuando :
BFECBECEsat IhIeVVVV 7,0;2,0
El comportamiento de un transistor en saturacin esequivalente al de un circuito cerrado. En este estado deoperacin, aunque aumente la corriente de base, la corriente
por el colector se mantiene constante.
Hay que tener en cuenta que los valores deVBE=0,7VyVCEsat=0,2Vson valores tpicos empleados en los clculos decircuitos. De todos modos, es conveniente revisar lasespecificaciones de cada transistor en particular.
Caractersticas de operacin
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Existen configuraciones comerciales que tienenen el mismoensamble- un fotodiodo (emisor) y un fototransistor
(receptor). A pesar que pueden operar en forma lineal, laforma ms usada de esta configuracin es como conmutador,permitiendo que el transistor pase del corte a la saturacin,cuando se aplican pulsos de corriente al fotodiodo.
Configuracin tpica
Fototransistores y
optoaisladores
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La forma de utilizar estos dispositivos es:
Configuracin tpica
R
R
Vcc
+ +
E
D
Pulsos deEntrada
Pulsos deSalida
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Fin
Prxima Clase
POLARIZACION EN CD DEL TRANSISTOR
BJT