Introduccin a la Electrnica Transistores 12082008 Introduccin a

Introducción a la Electrónica Transistores 12/08/2008 Introducción a la Electrónica 2008

Transistores l l l Un transistor bipolar de juntura esta formado por tres capas de material semiconductor dentro de una estructura monolítica. El silicio es el material mas comunmente utilizado. Los transistores pueden ser: • PNP • NPN Introducción a la Electrónica 2008

Transistores: Polarización E B C Juntura B-E : polarización directa electrones Barrera de potencial Juntura B-C: polarización inversa La barrera de potencial B-E es reducida -> electrones son inyectados desde el emisor hacia la base. La base es muy angosta (comparada con la constante de difusión de los electrones) -> los electrones llegan hasta el colector donde encuentran una rampa para descender rapidamente (la barrera de potencial B -C es de pendiente favorable para los electrones que se desplazan de B a C. ) Introducción a la Electrónica 2008

Transistores: Polarización E electrones B C El emisor está fuertemente dopado. El colector está levemente dopado. La base tiene un dopaje intermedio. La concentración de lagunas en equilibrio en la base es menor a la concentración de electrones en el emisor ->Solo unas pocas lagunas son inyectadas de la base al colector La corriente que fluye a travez de la juntura B-E está formada por: • Electrones inyectados en la base • Lagunas inyectadas en el emisor Eficiencia de emisor Introducción a la Electrónica 2008

Transistores Base transport factor 98 – 99 % Algunos electrones se recombinan con las lagunas de la base Corriente inversa Ayudados por el campo El emisor inyecta electrico de la juntura B electrones en la base -C, la mayoria de los electrones llegan al colector Si la base es muy angosta -> pocos electrones tienen posibilidad de recombinarse Introducción a la Electrónica 2008

Transistores - Ecuaciones A temperatura ambiente es despreciable Modelo equivalente de Ebers-Moll Introducción a la Electrónica 2008

Regiones de operación l l l Región activa: • Juntura B-E directa • Juntura B-C: inversa Saturación • Juntura B-E: directa • Juntura B-C: directa Corte • Juntura B-E: inversa • Juntura B-C: inversa amplificador La corriente de colector es controlada por la tensión base-emisor Introducción a la Electrónica 2008

Transistores NPN y PNP Polarización en la región activa Introducción a la Electrónica 2008

Polarización: Ejemplo 1 Parámetros del transistor • ganancia de corriente β = 100 • Vbe=0. 6 volts Polarizar el circuito para obtener: Ic=2 m. A Vc=5 volts Introducción a la Electrónica 2008

Transistores: Curvas Variación con la temperatura El voltaje Vbe cambia -2 m. V/C Introducción a la Electrónica 2008

Transistores - Curvas l Corriente de colector La corriente de colector se mantiene constante Efecto Early: Existe cierta dependencia de la corriente de colector con el voltaje de colector. A un determinado voltaje BE, incrementando la tensión CE, se incrementa el voltaje inverso colector-base, incrementando la capa de depleción. Reducción del ancho efectivo de la base se incrementa la Is Aumenta la Ic Introducción a la Electrónica 2008

Transistores - Curvas La impedancia vista desde el colector NO es infinita Introducción a la Electrónica 2008

Ecuaciones fundamentales Introducción a la Electrónica 2008

Región activa: Configuraciones l l El transistor es utilizado como amplificador. Existen tres configuraciones básicas: • • • Base común Emisor común Colector común Diferentes modelos son utilizados para estudiar cada configuración Introducción a la Electrónica 2008

Modelo de pequena senal Emisor comun Introducción a la Electrónica 2008

Modelo de pequena senal 1. Determinar el punto de operación del transistor: Ic, Vce, 2. Hallar los parametros de pequena senal 3. Remplar el transistor por su circuito equivalente. 4. Analizar el circuito resultante Introducción a la Electrónica 2008

Modelo de pequena senal l Ejemplo Introducción a la Electrónica 2008

Modelo de pequena senal completo l El efecto Early es incluido en este modelo Introducción a la Electrónica 2008

Modelo de pequena senal l Resumen de ecuaciones Introducción a la Electrónica 2008

Resolución gráfica Determinación de la corriente de base Introducción a la Electrónica 2008

Resolución gráfica Determinación de la corriente de colector Introducción a la Electrónica 2008

Excursión de senal Introducción a la Electrónica 2008