Transistor de Union Bipolar BJT

Materia: Dispositivos Electrónicos 2

REPRESENTACIÓN DE UN TRANSISTOR BJT


MODOS DE OPERACIÓN DEL BJT

Debido a que el transistor BJT se encuentra formado por dosuniones pn:

1) la unión entre emisor y base (EBJ)

2) la unión entre colector y base (CBJ)

Según la condición de polarización (directa o inversa) de cadauna de las uniones, el transistor opera en alguno de lossiguientes modos:


OPERACIÓN DEL TRANSISTOR NPNEN MODO ACTIVO

1) Polarizar las uniones EBJ en directa y la CBJ en inversa

2) La polarización directa en EBJ ocasiona una corriente formadapor electrones inyectados del emisor a la base y huecosinyectados de la base al emisor.

3) Un pequeño número de electrones inyectados del emisor a labase se recombinan con los huecos del material P.

Electrones

InyectadosDifusión de

electrones

Electrones

colectados

Polarizada inversamentePolarizada directamente

Huecos inyectados Electrones

recombinados


4) La mayoría de los electrones de difusión pasan a traves de la base para llegar a la unión entre colector y base CBJ.

5) Debido a la polarización en la CBJ los electrones serán barridos de la región de agotamiento y pasan al colector.

6) Los electrones recolectados que llegan de la base se registran como corriente del colector.

•

OPERACIÓN DEL TRANSISTOR NPNEN MODO ACTIVO

Electrones

InyectadosDifusión de

electrones

Electrones

colectados


Huecos inyectados Electrones

recombinados


OPERACIÓN DEL TRANSISTOR PNPEN MODO ACTIVO

1) Polarizar las uniones EBJ en directa y la CBJ en inversa

2) La polarización directa en EBJ ocasiona una corriente formadapor huecos inyectados del emisor a la base y electronesinyectados de la base al emisor.

3) Un pequeño número de huecos inyectados del emisor a la basese recombinan con los electrones del material N.

Huecos Inyectados Difusión de huecos Huecos colectados


Electrones

inyectadosHuecos

recombinados


OPERACIÓN DEL TRANSISTOR PNPEN MODO ACTIVO

Huecos Inyectados Difusión de huecos Huecos colectados


Electrones

inyectadosHuecos

recombinados

4) La mayoría de los huecos de difusión pasan a traves de la base para llegar a la unión entre colector y base CBJ.

5) Debido a la polarización en la CBJ los huecos serán atraídos de la región de agotamiento y pasan al colector.

6) Los huecos recolectados que llegan de la base se registran como corriente del colector.

•


SÍMBOLOS DE LOS TRANSISTORES DE UNIÓN BIPOLAR


RELACIÓN DE CORRIENTES

• Por ley de corrientes de Kirchhoff tenemos:

• La corriente de colector se puede aproximar por:

• Para un transistor en modo activo se cumple que:

• ALFA (Ganancia de corriente de emisor común)

• BETA (Ganancia de corriente de base común)

BCEIII

ECII

EBII

E

C

DCI

I

B

C

DCI

I


CONEXIÓN EN EMISORCOMÚN

VBB es la fuente de tensión de la

base.

VCC es la fuente de tensión del

colector.

VBE es la tensión entre los puntos

de la base y emisor.

VCE es la tensión entre los puntos

del colector y emisor.

ECCEVVV

BCCBVVV

EBBEVVV

Circuito de la base

Circuito del colector


IB

VBE

CURVA CARACTERÍSTICADE ENTRADA

B

BEBB

BBEBBBBR

VVIVRIV tanto lo por 0

Circuito de la base

IB

• Debido a que es un diodo la unión Base-Emisor la curvacaracterística de entrada es la de un diodo.

• Por ley de ohm, determinamos la IB del circuito de base

Ak

VVI

B13

100

7.02 sSustituimo


CURVA CARACTERÍSTICADE SALIDA

• Debido a que se pueden variar los valores de las fuentes VBB y VCC,esto cambia los valores de IC y VCE en función de la IB

IB IC

• Por ejemplo, si cambiamos VBB para fijar una IB=10

microamperes, entonces se puede variar VCC para medir los

valores de IC y VCE


CONTINUACIÓN…Explicar con la formula de IB


MODELOS DEL TRANSISTOR BJT

Dispositivo Original

Aproximación IdealAproximación con caída

de Voltaje Constante

VBE=0 VBE=0.7


POLARIZACIÓN DEL TRANSISTOR

Desde el punto de vista de la aplicación del transistor existen2 formas de establecer el punto de trabajo de un transistor:

– Polarización de base

Útil en circuitos de conmutación.

El punto Q es muy sensible cambios de la ganancia decorriente (BETA)

– Polarización de emisor

Útil en circuitos amplificadores.

El punto Q es inmune a cambios de la ganancia decorriente (BETA)


POLARIZACIÓN DE BASE• Consiste en establecer un valor constante para la corriente de

base. Ejemplo:

B

BEBB

BBEBBBBR

VVIVRIV 0

1. Del circuito de base tenemos:

AM

VVI

B3.14

1

7.0151 M

dc=100

3. Del circuito de colector tenemos:

CCCCCECECCCCRIVVVRIV 0

VkmAVVCE

7.10343.115B

C

DCI

I

2. Como dc esta dada por:

mAAIIBDCC

43.1)3.14(100

despejamos IC :

4. El punto Q vale: IC = 1.43mA

VCE = 10.7V


RECTA DE CARGA• La recta de carga es útil porque contiene todos los puntos de

trabajo posibles del transistor, incluyendo el punto de saturacióny el punto de corte.


PUNTO DE SATURACIÓN• Punto de Saturación:

Se presenta cuando la resistencia de base es muy pequeña por loque hay un exceso de corriente de colector y la tensión decolector a emisor tiende a cero (el transistor se SATURA).

mAk

V

R

VI

C

CC

satC5

3

15)(


La corriente de saturación nos

indica la máxima corriente que

puede circular por el colector.


PUNTO DE CORTE• Punto de Corte:

Se presenta cuando no hay corriente en la base del transistor por loque hay una corriente de colector muy pequeña (debida a losportadores minoritarios) y la tensión de colector a emisor es elvalor de la fuente de tensión del colector.

VVV CCcorteCE 15)(



PUNTO DE TRABAJO DEL BJT• La recta de carga se obtiene calculando la

corriente de saturación y la tensión de corte. Unavez obtenidos se dibujan estos puntos en los ejescorrespondientes y se unen por una recta (RECTADE CARGA).

• ¿Qué pasa si el valor de dc cambia? Por ejemplo,suponga que tenemos un circuito polarizado por labase, donde sustituimos al transistor por otrostransistores con diferentes valores de dc


FLUCTUACIÓN DEL PUNTO Q• Los calculos obtenidos son los que se muestran en la

siguiente figura. (DESARROLLO EN CLASE)

dc=100, 50 y 150


EL TRANSISTOR COMO INVERSOR• La polarización de base es muy empleada en circuitos digitales,

debido a que emplea al transistor como conmutador. Por ejemplo:

dc=100

RB a RC = 10:1


BIBLIOGRAFÍA

• Principios de Electrónica Sexta EdiciónAlbert Paul MalvinoMcGraw Hill

• Circuitos MicroelectrónicosCuarta EdiciónSedra/ SmithOxford

• Diseño Electrónico de Circuitos y SistemasTercera EdiciónC.J. Savant Martin S.Roden Godon L. CarpenterPrentice Hall

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