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Transistores

Transistor upz

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Transistores

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Presentación por José Quiles Hoyo

ObjetivosObjetivosObjetivosObjetivos

• Entender la distribución y movimientos de carga en los transistores

• Conocer las estructuras, funcionamiento y características de los diferentes tipos de transistor

• Ser capaz de explicar les diferencias entre el transistor de unión, el JFET y el MOSFET

• Conocer algunas aplicaciones

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Presentación por José Quiles Hoyo

• El transistor de unión– Polarización– El amplificador– Modelos

• El transistor de efecto campo– El JFET– El MOSFET– Circuitos lógicos, memorias, CCDs, TFTs

– Fundamentos físicos de la informática, cap. 10– L. Montoto, Fundamentos físicos de la informática y las comunicaciones,

Thomson, 2005– A.M. Criado, F. Frutos, Introducción a los fundamentos físicos de la informática,

Paraninfo, 1999

TransistoresTransistoresTransistoresTransistores

Page 4: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

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Presentación por José Quiles Hoyo

TransistoresTransistoresTransistoresTransistores

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Presentación por José Quiles Hoyo

I---

e-

-ColectorEmisor

Base

ColectorEmisor

Base

Colector Emisor Base

P N P

Colector Emisor Base

N P N

Base poco dopadaBase poco dopada

Emisor más dopado que colectorEmisor más dopado que colector

El transistor bipolar de unión (BJT)El transistor bipolar de unión (BJT)El transistor bipolar de unión (BJT)El transistor bipolar de unión (BJT)

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Presentación por José Quiles Hoyo

p

E

pn

V V0

E

Unión no polarizadaUnión no polarizadaUnión no polarizadaUnión no polarizada

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Presentación por José Quiles Hoyo

similar a dos diodos con polarización directa

p

E

pn

V V0

E

IE IB IC

IB + IC = IE

El transistor polarizado (saturación)El transistor polarizado (saturación)El transistor polarizado (saturación)El transistor polarizado (saturación)

Page 9: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

p

E

pn

V

V0

E

IE = IC = IB = 0

similar a dos diodos con polarización inversa

El transistor polarizado (corte)El transistor polarizado (corte)El transistor polarizado (corte)El transistor polarizado (corte)

Page 10: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

p

E

pn

E

(P) Emisor (P) Colector(N) Base

IE

IB

InB

IBB

InC

IpB

ICBC II

Transistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activa

Page 11: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

(P) Emisor (P) Colector(N) Base

IE

IB

InB

IBB

InC

IpB

IC

BC inversa puede conducir si BE directa

Los huecos que se difunden de E a B llegan a C

factor de gananciaBC II

Transistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activa

Page 12: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

(P) Emisor (P) Colector(N) Base

IE

IB

InBIBB

InC

IpB

IB = -InC + IBB +InB IC = IpB - IBB + InCIE = IpB + InB

IC

IpB, huecos que por difusión pasan del emisor a la

base.

InB, electrones que pasan de la base al emisor.

IBB, electrones procedentes del circuito para cubrir las

recombinaciones.

InC, débil corriente de electrones del colector a la base.

Page 13: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

Hay 4 variables que dependen el tipo de conexión: Vsalida, Ventrada, Isalida, Ientrada.

Base común

Variables:

VBE, VCB, IE, IC

E

B

C

Emisor común

Variables:

VBE, VCE, IB, IC

B

E

C B E

C

Colector común

Variables:

VCB, VCE, IB, IE

Configuraciones del transistorConfiguraciones del transistorConfiguraciones del transistorConfiguraciones del transistor

Page 14: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

RC

VCCIB = 1 mA

VBB

RB

n

C

B p

n

IC = 99 mA

IE = 100 mA

E100 %

99 %

1 %

99E

c

I

I

RC

RB

VBE VCCVBB

VCE

IC

IB

Configuración en emisor comúnConfiguración en emisor comúnConfiguración en emisor comúnConfiguración en emisor común

E

C

B

Page 15: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

RC

RB

VBEVBB

VCE

IC

VCC

E

C

B

Curva característica de entradaCurva característica de entradaCurva característica de entradaCurva característica de entrada

IB

VBE

IB

0,7 VVBE = VBB - IB RB

VBE 0,7 V

Page 16: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

Curva característica de salidaCurva característica de salidaCurva característica de salidaCurva característica de salida

VCE (V)

IC

IB = 20 µA

IB = 40 µA

IB = 60 µA(mA)RC

RB

VBEVBB

VCE

IC

VCC

E

C

B

IB

VCE = VCC - IC RC

Page 17: Transistor upz

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Variables: VBE, VCE, IB, IC

RB

RC

+VCC

Vsalida

Ventrada

RC

RB

VBE VCCVBB

VCE

IC

IB VBE 0,7 V para silicio

IC = IB

VBE = VBB - IB RB

VCE = VCC - IC RC

IC

IB

Emisor común: variablesEmisor común: variablesEmisor común: variablesEmisor común: variables

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Presentación por José Quiles Hoyo

• En región activa: unión EB con polarización directa, BC con polarización inversa. Aplicación en amplificación.• En región de corte: las dos uniones polarizadas inversamente: circuito abierto.• En región de saturación: las dos uniones polarizadas directamente: cortocircuito.

IB = 0 µA

IB = 40 µA

IB = 20 µA

I C (

mA

)

VCE (V)

Región de saturación

Región activa

Región de corte

IB = 80 µA

IB = 60 µA

RC

RB

VBE

VCCVBB VCE

„Ruptura

Curvas características del transistor CECurvas características del transistor CECurvas características del transistor CECurvas características del transistor CE

Page 19: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

VBB (V) VCE (V) Ic (mA) IB (mA)0,7 10 0 00,8 9,375 0,625 6,250,9 8,75 1,25 12,5

1 8,125 1,875 18,751,2 6,875 3,125 31,251,4 5,625 4,375 43,751,6 4,375 5,625 56,251,8 3,125 6,875 68,75

2 1,875 8,125 81,252,2 0,625 9,375 93,752,3 0 10 100

VBE = -IB RB+ VBB

RC =1 k

RB=16 k

VBE VCC=10 VVBB = 2 V

VCE

IC

VCEVCC = 10 V

C

CC

R

V

IB1

IB2

IB4

IB3

= 100 VBE 0,7 V

VCE = VCC - IC RC = 10 - 8,125 = 1,875 V

A25,8116000

7,02m

B

BEBBB R

VVI

Ic = IB = 8,125 mA

Q

Q

Q

Saturación

Corte

IC

IB

Re

gió

n a

ctiv

a

línea de carga

Línea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamiento

Page 20: Transistor upz

Presentación por José Quiles Hoyo

Línea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamiento

V BE 0.7 V VCE (V) Ic (mA)

0 12.00 5.120 6.8801000 12 0.00

100k 160

12 V

5 V

43.000 IB 043 µA 30.1 PEB 030 µW

6.880 Ic 007 mA 35.2256 PCE 035 mW

6.923 IE 007 mA PT 035 mW

5.120 VCE 005 V

4.420 VCB 004 V

VCC

VBB

RB

RC

0

2

4

6

8

10

12

14

0 2 4 6 8 10 12 14

I c(m

A)

Vcc (V)

043 µA 007 mA

007 mA

005 V

E

C

B