INFORME DE CIRCUITOS

ELECTRONICOS

NOMBRE: CIRCUITOS ELECTRONICOS

 

U N I V E R S I D A D N A C I O N A LF E D E R I C O V I L L A R R E A L

N O M B R E S Y A P E L L I D O S :J O R G E L E O N A R D O C A M A C H O P E R E Z

2 0 1 3 2 3 2 2 0 6 - 1

N O M B R E D E L P R O F E S O R :ING. SORIANO

E S C U E L A :M E C A T R O N I C A

S E C C I O N:U N I C A

J U E V E S , 3 0 D E J U N I O

2 0 1 616

OBJETIVOS

Medida de la resistencia directa e inversa de un diodo.

Trazado de la curva característica tensión-corriente.

Análisis del rectificador de media onda.

Análisis del rectificador de onda completa de toma central.

Análisis del rectificador de onda completa de puente de Graetz.

Detección en el osciloscopio de las tensiones filtradas con circuitos C, LC, CLC.

Medida del valor pico a pico del rizado.

Medida de la tensión media rectificada.

Calculo del rizado.

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INTRODUCCION

La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros. Esta información puede consistir en voz o música como en un receptor de radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en números u otros datos en un ordenador o computadora.Los circuitos electrónicos ofrecen diferentes funciones para procesar esta información, incluyendo la amplificación de señales débiles hasta un nivel que se pueda utilizar; el generar ondas de radio; la extracción de información, como por ejemplo la recuperación de la señal de sonido de una onda de radio (demodulación); el control, como en el caso de introducir una señal de sonido a ondas de radio (modulación), y operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que tienen lugar en las computadoras.

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DISPOSITIVOS ELECTRONICOS

1.1 DIODOEl diodo es un dispositivo de semiconductor compuesto por una

unión P-N, es un material extrínseco que adquiere unas propiedades especificas dependiendo del dopado o las impurezas que han sido añadidas a un configuración molecular, en la parte practica es utilizado en el área de la electricidad con el objetivo de modificar diferentes señales de voltaje, regular el voltaje, emitir luz y muchas otras aplicaciones que no se abarcan en este informe. El diodo que se utilizará es el “rectificador” este tiene una curva característica como la que muestra en la siguiente imagen:

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Los parámetros característicos visualizados en el gráfico son:

La tensión de ruptura Vz, a la cual se verifica el efecto avalancha; en correspondencia de dicha tensión se tiene un rápido incremento de la corriente que, si no se limita correctamente, provoca la destrucción del diodo;

La tensión de umbral Vu, a la cual el diodo comienza a conducir considerablemente; para valores de tensión de polarización directa superiores a éste, la corriente crece rápidamente.

En la polarización directa, la corriente puede expresarse mediante la ecuación: I

ID¿ Io (eῃVT −1)

Donde Es

Io Corriente inversa o saturación

ῃ Constante que depende del semiconductor

T Temperatura en grados Kelvin

V Voltaje

En la ecuación se observa que la corriente que circula a través de un diodo es función no sólo de la tensión de alimentación, sino también dela temperatura.

El símbolo gráfico del diodo se muestra en la figura siguiente:

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1.2 RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Se ha visto que un diodo conduce sólo si se polariza directamente; por lo tanto, alimentando un diodo con tensión alterna, es fácil verificar que sólo la media onda positiva provocará en el circuito una circulación de corriente, dado que la componente negativa se cortará. El circuito más sencillo que utiliza el diodo como rectificador se muestra en la siguiente imagen:

La corriente circula por el circuito durante medio período (duración de una media onda) y produce en los extremos de la resistencia de carga una media onda positiva de tensión.

El valor medio Vm de la tensión rectificada en la carga R está dado por:

Y el valor eficaz esta dado por:

Vm = VM / π

VRMS = VM / 217

1.3 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETAEl rectificador de media onda descrito en la lección anterior, presenta valores medios y eficaces de tensión rectificada no satisfactorios, especialmente en el caso en el cual la carga absorba una potencia bastante elevada.

En este caso se necesita un rectificador de onda completa, en el cual la media onda negativa no se corte sino que se invierta.

Si se dispone de un transformador de toma central, se puede realizar un rectificador de onda completa con el circuito que se muestra en la figura:

Este circuito rectificador requiere que las tensiones presentes en los ánodos de los dos diodos estén desfasadas 180° entre sí.

El valor medio Vm de la tensión rectificada está dado por:

El valor eficaz está dado por:

Otra solución circuital que permite rectificar las dos medias ondas de una fuente de alimentación alterna es el puente de Graetz, cuyo circuito se muestra en las figura siguiente.

Vm = 2VM / π

VRMS = VM / √2

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El puente de Graetz consta de 4 diodos, en lugar de 2 como en el caso anterior; sin embargo, presenta la ventaja de no requerir el transformador de toma central.

Durante la media onda positiva conducen los diodos D2 y D4, mientras que durante la media onda negativa conducen los diodos D1 y D3.

Se puede observar que la corriente en la carga RL tiene siempre el mismo sentido, debido a la rectificación de la media onda negativa.

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1.4 FILTROS DE APLANAMIENTOEn los capítulos anteriores se expuso cómo es posible rectificar una señal alterna; sin embargo, para obtener de la señal rectificada una señal continua es necesario reducir la variación de tensión que se tiene en torno al valor medio. La fluctuación de la señal rectificada se denomina rizado, dado por:

r = VALOREFICAZ DELATENSION DEONDULACION EN LACARGAVALORMEDIO DELATENSION EN LACARGA 100%

en el caso de una señal no filtrada, el factor de rizado para un

rectificador de media onda esta dado por: √−1+( π2 )2

(por ejemplo,

121%), mientras que el de un rectificador de onda completa esta

dado por: √−1+ π(2√2 )2

, (por ejemplo, 48%); para reducir el rizado es

necesario aplanar la tensión a través de los filtros.se realiza conectando un condensador en paralelo con la carga.

El condensador se carga durante la conducción del diodo hasta alcanzar el valor máximo de la tensión rectificada.

El diodo conmuta al estado de corte cuando la tensión aplicada al ánodo del diodo desciende hasta valores inferiores a los de la tensión del cátodo; es decir, valores inferiores a los de la carga máxima alcanzada por el condensador.

Durante el corte del diodo el condensador se vuelve generador y a través de la corriente de descarga proporciona energía al utilizador. El condensador se descarga durante el intervalo de tiempo (t2-t1), cuanto más rápidamente, tantas más pequeñas son la capacidad y la resistencia.

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Cuando la tensión en los extremos del ánodo, que sigue la de la tensión de alimentación supera la tensión remanente en los extremos del condensador, este se vuelve a cargar (t3-t2) requiriendo al diodo un impulso de corriente mas elevado tanto mayor es la capacidad misma; en efecto, en el tiempo (t3-t2) el condensador deberá reponer la cantidad de carga perdida durante (t2-t1),

A continuación se indican las relaciones que caracterizan un rectificado de onda completa de puente de Graetz

Corriente máxima que circula a través de los diodos:

Corriente media que circula a través de los diodos:

Tensión media de salida

Resistencia de salida que permite calcular la caída de tensión provocada por la carga:

Rizado:

A través de la ultima relación se observa que para obtener bajos valores de rizado es necesario que R sea elevada; es decir, que la carga absorba poca corriente y que la capacidad de filtrado sea elevada. Por estas razones el filtrado capacitivo generalmente se utiliza para alimentaciones de potencia pequeña. La inductancia se opone a las variaciones de corriente plateadas por el diodo y hace circular una corriente retrasada con respecto a la tensión.

Este tipo de circuito de filtrado, denominado también “L” es el más utilizado para aplanar la tensión rectificada.

Este circuito permite realizar un primer filtrado de la corriente a través de la inductancia y un segundo filtrado de la tensión a través del condensador. El aplanamiento será mejor cuanto más elevada sea la reactancia de la bobina respecto a la reactancia del paralelo

IM = VM (π)√ ( f )(C)R

VM : tensión máxima en la carga𝑓: Frecuencia

Im = Io2 ; Io: corriente media en la carga

Vm = VM - IM/(4𝑓C)R0 =

14 fC

r = 1

4 √3 fR C

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RC y tanto menor sea la reactancia de C respecto a la resistencia de carga R.

Filtros CLC y CRC

Para mejorar el filtrado del circuito L-C es posible conectar un condensador en paralelo a la entrada, permitiendo así alimentar el circuito con una tensión casi estable, de valor medio muy similar a la tensión máxima de la tensión de alimentación.

Las ventajas de este filtro, denominado C-L-C o en π, son un aumento del valor de la tensión continua y un rizado menor, mientras que la desventaja principal es que el filtrado capacitivo introduce unos picos en la corriente de los diodos.

En el caso en el cual no se necesite un filtro inductivo, en el filtro CLC se puede sustituir la bobina por una resistencia, obteniendo de esta forma un filtro C-R-C.

Formulas para la rectificación de onda completa de puente de Graetz:

Filtro

Hipótesis

Tensión continua de salida

Resistencia de salida

Factor de rizado

C R≫ 1ωC

VM−ℑ4 fC

14 fC

14 √3 fR C

L ωL≫ R2

∏V M−IR iRicoil

RL3ωL√2

LC ωL≫ 1ωC

2∏V M−IR i

Ricoil√2

12Lω2C

2.1 TRANSISTORESLos transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control.

Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas. Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente "transistores", televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color... Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.

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Un idea del comportamiento que realiza el transistor se puede apreciar usando un indicador de corriente, una fuente de tensión continua y dos resistencias con interruptores. Las resistencias se deben de conectar entre la base y el colector, y la fuente entre el emisor y el colector. Con estos dos interruptores totalmente abiertos no se producirá corriente de base, y el indicador de corriente mostrará una corriente nula. Ahora bien, para originar una corriente de colector o de base, solamente se debe de cerrar uno de los interruptores. Y para crear un paso de corriente mucho mayor se deberá de cerrar los dos interruptores. Es por ello que se llega a la conclusión, de que el interruptor se comporta como si fuera una resistencia, donde la corriente de base controla su valor completamente.

REGIONES OPERATIVAS DEL TRANSISTOR

Región de corte: Un transistor esta en corte cuando: corriente de colector  = corriente de emisor = 0, (Ic = Ie = 0). En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (como no hay corriente circulando, no hay caída de voltaje, ver Ley de Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0)

Región de saturación: Un transistor está saturado cuando: corriente de colector = corriente de emisor = corriente máxima, (Ic = Ie = I máxima). En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de los resistores conectados en el colector o el emisor o en ambos, ver ley de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo suficientemente grande como para inducir una corriente de colector β veces más grande. (recordar que Ic = β * Ib)

Región activa: Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte entonces está en una región intermedia, la región activa. En esta región la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de corriente de un amplificador, es un dato del fabricante) y de las resistencias que hayan conectadas en el colector y emisor). Esta región es la más importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador.

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TIPOS DE TRANSISTORES

Existen varios tipos que dependen de su proceso de construcción y de las aplicaciones a las que se destinan.

Los más comunes y conocidos son:

Transistor Bipolar de Unión (BJT)

Transistor de efecto campo , de unión (JFET)

Transistor de efecto campo , de metal- oxido-semiconductor (MOSFET)

Fototransistor

LOS TRANSISTORES Y SU SIMBOLOGÍA

BJT

JFET

MOSFET

FOTOTRANSISTOR

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TRANSISTORES BJT

TIPOS DE TRANSISTORES DE UNIÓN BIPOLAR

NPN

NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de operación.

Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es amplificada en la salida del colector.

La flecha en el símbolo del transistor NPN está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.

PNP

El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias.

Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una carga eléctrica externa. Una pequeña corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el emisor hacia el colector.

La flecha en el transistor PNP está en el terminal del emisor y apunta en la dirección en que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.

TRANSISTOR BIPOLAR DE HETEROUNIÓN

El transistor bipolar de heterounión (TBH) es una mejora del BJT que puede manejar señales de muy altas frecuencias, de hasta

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varios cientos de GHz. Es un dispositivo muy común hoy en día en circuitos ultrarrápidos, generalmente en sistemas de radiofrecuencia.

Los transistores de heterojuntura tienen diferentes semiconductores para los elementos del transistor. Usualmente el emisor está compuesto por una banda de material más larga que la base. Esto ayuda a reducir la inyección de portadores minoritarios desde la base cuando la unión emisor-base está polarizada en directa y esto aumenta la eficiencia de la inyección del emisor. La inyección de portadores mejorada en la base permite que esta pueda tener un mayor nivel de dopaje, lo que resulta en una menor resistencia. Con un transistor de unión convencional, también conocido como transistor bipolar de homojuntura, la eficiencia de la inyección de portadores desde el emisor hacia la base está principalmente determinada por el nivel de dopaje entre el emisor y la base. Debido a que la base debe estar ligeramente dopada para permitir una alta eficiencia de inyección de portadores, su resistencia es relativamente alta.

CURVA CARACTERÍSTICA DE LOS BJT

El transistor BJT dispone de dos curvas: la primera se utiliza para definir el comportamiento de la unión base emisor y la segunda para definir el funcionamiento entre colector y emisor.

La curva emisor, es similar a la de un diodo normal, con la diferencia de que los niveles de corriente ahora son muy pequeños en el orden de los µA. Por otra parte, la curva colector emisor o de salida, nos indica que para cada valor de corriente de base existirá una corriente de colector que variara dependiendo del voltaje colector emisor. La curva de salida es probablemente la más importante de todas, sin embargo resulta a veces demasiado

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confusa, es por esto que es común utilizar una formula matemática que recibe el nombre de ganancia o factor de amplificación:

Este factor nos indica la cantidad de veces que se amplifica la corriente de base. APLICACIONES DEL BJT, USOS Y VENTAJAS PRINCIPALES

APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA

USOS

Aislador o Separador (buffer)

Impedancia de entrada alta y de salida baja

Uso general, equipos de medida receptores

Amplificador de RF Bajo ruido Sintonizadores de FM, equipo para comunicaciones

Mezclador Baja distorsión de intermodulación

Receptores de FM, y TV , equipos para comunicaciones

Amplificador con CAG

Facilidad para controlar ganancia

Receptores generadores de señales

Amplificador Cascodo

Baja capacidad de entrada

Instrumentos de medición , equipos de prueba

Troceador Ausencia de deriva Amplificadores de cc, sistemas de control de dirección

Resistor variable por voltaje

Se controla por voltaje

Amplificadores operacionales, órganos electrónicos, controlas de tonos

Amplificador de baja frecuencia

Capacidad pequeña de acoplamiento

Audífonos para sordera , transductores

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inductivosOscilador Mínima variación de

frecuenciaGeneradores de frecuencia patrón, receptores

Circuitos MOS Digital

Pequeño tamaño Integración a gran escala, computadoras, memorias.

TRANSISTORES FET

Con los transistores bipolares observábamos como una pequeña corriente en la base de los mismos se controlaba una corriente de colector mayor. Los Transistores de Efecto de Campo son dispositivos en los que la corriente se controla mediante tensión. Cuando funcionan como amplificador suministran una corriente de salida que es proporcional a la tensión aplicada a la entrada. Características generales:

Por el terminal de control no se absorbe corriente.Una señal muy débil puede controlar el componenteLa tensión de control se emplea para crear un campo eléctrico.

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Se empezaron a construir en el década del 60. Existen dos tipos de transistores de efecto de campo los JFET (transistor de efecto de campo de unión) y los MOSFET. Los transistores MOS respecto de los bipolares ocupan menos espacio por lo que su aplicación más frecuente la encontramos en los circuitos integrados.Es un componente de tres terminales que se denominan: Puerta (G, Gate), Fuente (S, Source), y Drenaje (D, Drain). Según su construcción pueden ser de canal P o de canal N.

CURVA CARACTERÍSTICA DE LOS FET

La curva característica del FET define con precisión como funciona este dispositivo. En ella distinguimos tres regiones o zonas importantes:

Zona lineal: El FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensión VGS.

Zona de saturación: A diferencia de los transistores bipolares en esta zona, el FET, amplifica y se comporta como una fuente de corriente controlada por la tensión que existe entre Puerta (G) y Fuente(S),VGS.

Zona de corte.- La intensidad de Drenador es nula.

Característica de Salida

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Al variar la tensión entre drenador y surtidor varía la intensidad de drenador permaneciendo constante la tensión entre puerta y surtidor.En la zona óhmica o lineal se observa como al aumentar la tensión drenador surtidor aumenta la intensidad de drenador.En la zona de saturación el aumento de la tensión entre drenador y surtidor produce una saturación de la corriente de drenador que hace que esta sea constante. Cuando este transistor trabaja como amplificador lo hace en esta zona. La zona de corte se caracteriza por tener una intensidad de drenador nula.La zona de ruptura indica la máxima tensión que soportará el transistor entre drenador y surtidor.

Es de destacar que cuando la tensión entre puerta y surtidor es cero la intensidad de drenador es máxima.

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Característica de transferencia

Indican la variación entre la intensidad de drenador en función de la tensión de puerta.APLICACIONES DE JFET

Las aplicaciones genéricas para este tipo de transistores son:

ELECTRONICA ANALOGICA

Para estas aplicaciones de emplean transistores preparados para conducir grandes corrientes y soportar elevadas tensiones en estado de corte.

Resistencias variables de valor gobernable por tensión (variando la anchura del canal).

Amplificadores de tensión, especialmente en la amplificación inicial de señales de muy baja potencia.

Control de potencia eléctrica entregada a una carga.

En el caso de la amplificación los circuitos se diseñan para que el punto de operación DC del MOS se encuentre en la región de saturación. De este modo se logra una corriente de drenaje dependiente sólo de la tensión VGS.

ELECTRONICA DIGITAL

Los MOS se emplean a menudo en electrónica digital, debido a la capacidad de trabajar entre dos estados diferenciados (corte y conducción) y a su bajo consumo de potencia de control. Para esta aplicación se emplean dispositivos de muy baja resistencia, de modo que idealmente pueda considerarse que:

La caída de tensión en conducción es muy pequeña.

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La transición entre el estado de corte y el de conducción es instantánea.

TRANSISTORES MOSFET

CURVA CARACTERÍSTICA DE LOS MOSFET

El FET de semiconductor–oxidometal, o MOSFET posee cuatro electrodos llamados “fuente” “compuerta” “drenaje” y “sustrato”. A diferencia del JFET, FET de juntura o simplemente FET o transistor de efecto de campo, la compuerta está aislada galvánicamente del canal. Por esta causa, la corriente de compuerta es extremadamente pequeña, tanto cuando la tensión de compuerta es positiva como cuando es negativa. La idea básica se puede observar en la figura 1, en donde se muestra un corte de un MOSFET de empobrecimiento de canal N. Se compone de un material N (silicio con impurezas dadoras) con una zona tipo P a la derecha y una compuerta aislada a la izquierda. A similitud de una válvula electrónica, en donde los electrones libres circulan desde el cátodo a la placa, en un MOSFET circulan desde el terminal de “fuente” al de “drenaje”, es decir desde abajo hacia arriba en el dibujo. En la válvula lo hacen por el vacío y en el MOSFET por el silicio tipo N. La zona P se llama sustrato (algunos autores la llaman cuerpo) y opera como si fuera una pared que presenta una dificultad a la circulación electrónica. Los electrones deben pasar por un estrecho canal entre la compuerta y el sustrato. La idea es que el silicio tipo N es un buen conductor, pero en la zona del sustrato se agregan impurezas tipo P que cancelan esa conductividad haciendo que esa zona sea aisladora.

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Sobre el canal se agrega una delgada capa de dióxido de silicio (vulgarmente vidrio) que opera como aislante. Sobre esta finísima capa de vidrio se realiza una metalización que opera como compuerta. Dado que la compuerta es aislada, se puede colocar en ella un potencial tanto negativo como positivo, tal como se puede observar en la figura 2:

a) Tensión de puerta negativa b) Tensión de puerta positiva

En la parte (a) se muestra un MOSFET de empobrecimiento con una tensión de compuerta negativa.

La alimentación VDD, obliga a los electrones libres a circular desde la fuente hacia el drenaje. Estos circulan por el canal estrecho a la izquierda del sustrato P. La tensión de compuerta controla el ancho del canal. Cuanto más negativa sea la tensión de compuerta, menor será la corriente que circula por el MOSFET debido a que el campo eléctrico empuja a los electrones contra el sustrato. Inclusive una tensión suficientemente negativa podrá, eventualmente, cortar la circulación de corriente.

Cuando se pone tensión positiva en la compuerta, el canal N tiene toda su capacidad libre y el MOSFET se comporta como una llave

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cerrada. En las curvas de la figura 3 se puede observar el paralelismo extremo entre una válvula y un MOSFET. En “a” se puede observar la familia de curvas para diferentes tensiones de compuerta.

La corriente de drenaje se mantiene prácticamente constante independientemente de la tensión de “drenaje-fuente”, salvo en la zona inicial que se llama zona óhmica y que no es utilizada cuando el transistor funciona como llave.

La familia de curvas se suele dividir en dos secciones. Las que están por debajo de cero y hasta VGSoff se llama sección de empobrecimiento y las que están por encima sección de enriquecimiento. Esto significa que el canal no sólo se puede angostar; en efecto, si se colocan tensiones positivas en la compuerta las lagunas del sustrato son repelidas y el canal se ensancha.

En “b” se puede observar la curva de transferencia de un MOSFET de empobrecimiento en donde Idss es la corriente de drenaje con la puerta en cortocircuito.

Como la curva se extiende hacia la derecha, ésta no es la máxima corriente de drenaje. En efecto, tensiones positivas de compuerta generan una corriente de drenaje mayor.

APLICACIONES DE LOS TRANSISTORES MOSFET

La forma más habitual de emplear transistores MOSFET es en circuitos de tipo CMOS, consistentes en el uso de transistores pMOS y nMOS complementarios. Véase Tecnología CMOS

Las aplicaciones de MOSFET discretos más comunes son:

Resistencia controlada por tensión. Circuitos de conmutación de potencia (HEXFET, FREDFET,

etc). Mezcladores de frecuencia, con MOSFET de doble puerta.

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VENTAJAS

La principal aplicación de los MOSFET está en los circuitos integrados, p-mos, n-mos y c-mos, debido a varias ventajas sobre los transistores bipolares:

Consumo en modo estático muy bajo. Tamaño muy inferior al transistor bipolar (actualmente del

orden de media micra). Gran capacidad de integración debido a su reducido tamaño. Funcionamiento por tensión, son controlados por voltaje por

lo que tienen una impedancia de entrada muy alta. La intensidad que circula por la puerta es del orden de los nanoamperios.

Un circuito realizado con MOSFET no necesita resistencias, con el ahorro de superficie que conlleva.

La velocidad de conmutación es muy alta, siendo del orden de los nanosegundos.

Cada vez se encuentran más en aplicaciones en los convertidores de alta frecuencias y baja potencia

FOTOTRANSISTOR

Un fototransistor es una combinación integrada de fotodiodo y transistor bipolar npn (sensible a la luz) donde la base recibe la radiación óptica. Existen transistores FET (de efecto de campo), que son muy sensibles a la luz. La radiación luminosa se hace incidir sobre la unión colector base cuando éste opera en la RAN. En esta unión se generan los pares

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electrón - hueco, que provocan la corriente eléctrica. El funcionamiento de un fototransistor viene caracterizado por los siguientes puntos:

     Al exponer el fototransistor a la luz, los fotones entran en contacto con la base del mismo, generando huecos y con ello una corriente de base que hace que el transistor entre en la región activa, y se presente una corriente de colector a emisor. Es decir, los fotones en este caso, reemplazan la corriente de base que normalmente se aplica eléctricamente. Es por este motivo que a menudo la patilla correspondiente a la base está ausente del transistor. La característica más sobresaliente de un fototransistor es que permite detectar luz y amplificar mediante el uso de un sólo dispositivo. (Ib=0)

     La sensibilidad de un fototransistor es superior a la de un fotodiodo, ya que la pequeña corriente fotogenerada es multiplicada por la ganancia del transistor.

CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN FOTOTRANSISTOR

Las curvas de funcionamiento de un fototransistor son las que aparecen en la siguiente grafica. Como se puede apreciar, son curvas análogas a las del transistor BJT, sustituyendo la intensidad de base por la potencia luminosa por unidad de área que incide en el fototransistor.

Curva de funcionamiento típico de un fototransistor

APLICACIONES DE FOTOTRANSISTOR

El fototransistor es muy utilizado para aplicaciones donde la detección de iluminación es muy importante. Como el fotodiodo, tiene un tiempo de respuesta muy corto, solo que su entrega de corriente eléctrica es mucho mayor.

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LINKS DE NOTICIAS DE INTERÉS SOBRE EL TEMA TRATADO

Se encontró un nuevo aislante para los transistoreshttp://www.madrimasd.org/cienciaysociedad/entrevistas/quien-es-quien/pdf/38.pdfTransistores fotofónicos en supercomputadoras del futurohttp://www.laflecha.net/canales/ciencia/los-superordenadores-del-futuro-usaran-transistores-fotonicosTransistores Orgánicoshttp://www.softwarelibre.net/transistores_org%C3%A1nicos_el_futuroLa era del transistorhttp://www.pagina12.com.ar/imprimir/diario/suplementos/futuro/13-2086-2009-01-31.html

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