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Componentes electrónicos. El transistor bipolar

Enviado por Pablo Turmero


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    Componentes electrónicos: El transistor bipolar Introducción: tipos de transistores Principio de funcionamiento del transistor bipolar Transistor tipo PNP Transistor tipo NPN Características eléctricas de un transistor bipolar El fototransistor Conclusiones

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    Introducción: tipos de transistores BIPOLARES NPN

    PNP EFECTO DE CAMPO UNIÓN METAL-OXIDO-SEMICONDUCTOR CANAL N (JFET-N)

    CANAL P (JFET-P) CANAL N (MOSFET-N)

    CANAL P (MOSFET-P) TRANSISTORES * FET : Field Effect Transistor

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    Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) +

    (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) +

    P N N P (Gp:) Concentración de huecos

    + –

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    (Gp:) N

    Principio de funcionamiento del transistor bipolar P (Gp:) N (Gp:) N

    P Si la zona central es muy ancha el comportamiento es el dos diodos en serie: el funcionamiento de la primera unión no afecta al de la segunda

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    N Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) P

    (Gp:) P

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    N Principio de funcionamiento del transistor bipolar P P

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    N Principio de funcionamiento del transistor bipolar P P El terminal central (base) maneja una fracción de la corriente que circula entre los otros dos terminales (emisor y colector): EFECTO TRANSISTOR

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    Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) N (Gp:) P (Gp:) P

    El terminal de base actúa como terminal de control manejando una fracción de la corriente mucho menor a la de emisor y el colector. El emisor tiene una concentración de impurezas muy superior a la del colector: emisor y colector no son intercambiables Emisor Base Colector Transistor PNP

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    P Principio de funcionamiento del transistor bipolar N N Se comporta de forma equivalente al transistor PNP, salvo que la corriente se debe mayoritariamente al movimiento de electrones. En un transistor NPN en conducción, la corriente por emisor, colector y base circula en sentido opuesto a la de un PNP. Transistor NPN

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    Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) P (Gp:) N (Gp:) N

    La mayor movilidad que presentan los electrones hace que las características del transistor NPN sean mejores que las de un PNP de forma y tamaño equivalente. Los NPN se emplean en mayor número de aplicaciones. Emisor Base Colector Transistor NPN Transistor NPN

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    Principio de funcionamiento del transistor bipolar Conclusiones: Un transistor bipolar está formado por dos uniones PN. Para que sea un transistor y no dos diodos deben de cumplirse dos condiciones. La zona de Base debe ser muy estrecha. El emisor debe de estar muy dopado. Normalmente, el colector está muy poco dopado y es mucho mayor. (Gp:) N+ (Gp:) P (Gp:) N- (Gp:) C (Gp:) E (Gp:) B

    Descubiertos por Shockley, Brattain y Barden en 1947 (Laboratorios Bell)

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    Características eléctricas del transistor bipolar + – + – VCE IC VBE IB (Gp:) IE (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) VCB

    En principio necesitamos conocer 3 tensiones y 3 corrientes:

    IC, IB, IE

    VCE, VBE, VCB

    En la práctica basta con conocer solo 2 corrientes y 2 tensiones.

    Normalmente se trabaja con IC, IB, VCE y VBE.

    Por supuesto las otras dos pueden obtenerse fácilmente:

    IE = IC + IB

    VCB = VCE – VBE

    (Gp:) IB = f(VBE, VCE) Característica de entrada

    (Gp:) IC = f(VCE, IB) Característica de salida

    Transistor NPN

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    Características eléctricas del transistor bipolar + – + – VCE IC VBE IB (Gp:) IB = f(VBE, VCE) Característica de entrada

    Transistor NPN (Gp:) VBE (Gp:) IB

    (Gp:) ? VCE

    Entre base y emisor el transistor se comporta como un diodo. La característica de este diodo depende de VCE pero la variación es pequeña.

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    Características eléctricas del transistor bipolar + – + – VCE IC VBE IB IC = f(IB, VCE) Característica de salida Transistor NPN (Gp:) VCE (Gp:) IC

    La corriente que circula por el colector se controla mediante la corriente de base IB. IB

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    Características eléctricas del transistor bipolar Equivalente hidráulico del transistor (Gp:) h1 – h2 (Gp:) Caudal

    (Gp:) Apertura

    h1 h2

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    (Gp:) Zona de saturación

    (Gp:) Zona de corte

    (Gp:) Zona activa: IC=?·IB

    Características eléctricas del transistor bipolar: linealización Transistor NPN: linealización de la característica de salida VCE (V) IC (mA) El parámetro fundamental que describe la característica de salida del transistor es la ganancia de corriente ?. IB (µA) 1 2 100 200 300 400 10 20 30 40 0 (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) VCE (Gp:) VBE (Gp:) IB (Gp:) IC

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    Características eléctricas del transistor bipolar Transistor NPN: linealización de la característica de entrada (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) VCE (Gp:) VBE (Gp:) IB (Gp:) IC

    (Gp:) VBE (Gp:) IB

    (Gp:) ? VCE

    La característica de entrada corresponde a la de un diodo y se emplean las aproximaciones lineales vistas en el tema anterior. (Gp:) Ideal

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    Características eléctricas del transistor bipolar Transistor NPN: zonas de funcionamiento del transistor ideal (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) VCE (Gp:) VBE (Gp:) IB (Gp:) IC

    (Gp:) VCE (Gp:) IC (Gp:) IB

    (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) VCE (Gp:) VBE (Gp:) IB (Gp:) IC (Gp:) ?·IB (Gp:) Zona activa

    (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) VCE=0 (Gp:) VBE (Gp:) IB (Gp:) IC (Gp:) IC