TRANSISTORES BJT UTP

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  • 5/27/2018 TRANSISTORES BJT UTP

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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