Electronica analogica

1. INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO
LUIS ARBOLEDA MARTÍNEZ
CARRERA DE ELECTRÓNICA
SEGUNDO SEMESTRE “A”
TRABAJO AUTÓNOMO
TEMA:
EL TRANSISTOR
AUTORA:
BÉLGICA NATALY MUÑOZ MUÑOZ
CÁTEDRA INTEGRADORA:
ELECTRÓNICA ANALÓGICA
DOCENTE:
ING. MARCELO HUMBERTO ARREAGA PÉREZ
MANTA, ENERO 2022

2. EL TRANSISTOR
El transistor es un componente electrónico capaz de
actuar como un interruptor y además como un
amplificador, todo mediante una pequeña señal
eléctrica y sin partes móviles. Estas características han
hecho que el transistor se vuelva el principal
componente de prácticamente cualquier dispositivo
electrónico que podamos encontrar como por ejemplo
los teléfonos, computadores, etc.
Si tenemos un circuito con una lámpara y una fuente de
energía, la energía pasará libremente esto debido a que
los electrones pueden moverse libremente entre los
átomos del metal y al ser conectados a la fuente de
energía son obligados a moverse.
Al agregarle un diodo al circuito dependiendo de la posición de este, la corriente puede
pasar libremente o ser detenida y la razón por la cual ocurre esto es por la composición al
interior del diodo. Cuando los electrones que lo componen al elemento semiconductor no
se pueden mover se aplica un proceso conocido como doping en el cual se le agregan
impurezas al silicio para controlar su conductividad y convertirlo en un semiconductor de
tipo N o del tipo P.
Cuando conectamos estos dos tipos de semiconductores dado que sus cargas son opuestas
estas se atraerán justo en la unión y al aplicarle una fuente de voltaje tendremos dos
posibles resultados:
1. Si es que se conecta el polo positivo al
semiconductor tipo N y el polo negativo al
semiconductor tipo P las cargas de los
semiconductores intentaron desplazarse en
direcciones opuestas y pidiendo el paso de la
corriente a esto se le conoce como polarización
inversa.
2. Si invertimos la polaridad de nuestra fuente los
electrones libres de semiconductor tipo N
saltarán a través de los huecos del
semiconductor tipo P permitiendo el paso de la
corriente aunque hay un pequeño detalle ya que
en su estado de reposo los átomos se atraen por
su carga eléctrica opuesta es necesario que el
voltaje aplicado sea lo suficientemente alto para romper esa unión y continuar con
el movimiento, a ese voltaje se le conoce como barrera de potencial y para un
diodo compuesto de silicio corresponde a 0,7 V mientras que para otros materiales
como el germanio su valor es de 0,3 V.
Un transistor son dos diodos fusionados, aunque con algunas restricciones.

3. Funcionamiento del transistor de unión bipolar NPN: si a nuestro diodo original le
agregamos una sección de semiconductor tipo N al
inicio y disminuimos el espesor del semiconductor tipo
P tendremos la estructura básica de un transistor; si
ignoramos la parte de la derecha lo que nos queda es un
diodo y si ignoramos la parte de la izquierda nos
quedará otro diodo pero invertido lo cual básicamente
significa que sin importar la polarización de la fuente
de voltaje que se le conecte la corriente no va a poder
pasar, es decir, actuará como un interruptor abierto.
Si queremos que una corriente pase por nuestro
transistor podemos agregar una diferencia de voltaje
pequeña en el semiconductor tipo P, lo que ocurrirá es
que la sección de la derecha actuará como un diodo en
polarización directa dejando pasar la corriente, al
iniciar el movimiento de los electrones en el
semiconductor tipo P los electrones en el
semiconductor tipo N de la izquierda aprovecharán su oportunidad y también comenzarán
a desplazarse. Esto solo ocurre porque el semiconductor tipo P es extremadamente
delgado, este comportamiento es especialmente útil si el voltaje entre el conector de la
izquierda y de la derecha es mayor que el voltaje entre el conector inferior y el de la
derecha, esto significaría que al enviar una señal con un voltaje pequeño estaríamos
obteniendo como resultado una señal con un voltaje mayor y es por esto que se dice que
un transistor puede actuar como un amplificador de señales o también como un interruptor
si es que éste impide completamente el paso de la corriente.
El conector de la izquierda se llama colector y el de la
derecha emisor y entre ellos existe una diferencia de
potencial alta, mientras que el conector del
semiconductor tipo P es conocido como base y al
recibir una señal de bajo voltaje es capaz de controlar
si es que la corriente podrá transmitirse entre el
colector y el emisor y también en qué cantidad.
Si pensamos que un transistor es simplemente un
interruptor y un amplificador de señales puede parecer
un componente bastante trivial, pero si nos ponemos a
pensar que para poder replicar sus funciones tendríamos
que tener un circuito como este con un potenciómetro y
un interruptor mecánico nos daremos cuenta de todos
sus beneficios:
 No posee elementos móviles.
 Millones de ciclo de uso.
 Resistencia a vibraciones y golpes.
 Tamaño pequeño.
 Necesitan poca materia prima.
 Gran velocidad de reacción

4. Dependiendo de los voltajes que se apliquen a sus conectores éste tendrá cuatro posibles
estados o regiones operativas:
1. La región de corte, donde el voltaje de la base
será más bajo que la de los otros dos conectores
por lo cual no se iniciará la reacción que
permitirá el paso de la corriente entre el colector
y el emisor o sea nuestra válvula se mantendrá
cerrada.
2. La región activa directa, donde aumentará el
voltaje de la base gradualmente lo cual
aumentará el paso de la corriente desde el
colector al emisor en una proporción directa en
otras palabras la corriente del colector será igual
a la corriente de base multiplicada por un factor
conocido como ganancia el cual es informado
por el fabricante de cada transistor esta región y el factor de ganancia son los más
importantes cuando queremos utilizar un transistor como amplificador.
3. La región de saturación, el voltaje de la base es
demasiado alto y por lo tanto el transistor
comienza a actuar como un simple cable
dejando pasar toda la corriente desde el colector
hacia el emisor y perdiendo la cualidad de
amplificación de la región activa.
4. La región activa inversa que actúa de igual
manera que la región activa directa, pero
transmitiendo la corriente en la otra dirección
esto ocurre porque un transistor es simétrico y
por lo tanto puede ser utilizado en ambas
direcciones.
Entonces cuál es el sentido de ponerles nombres como colector y emisor a los
terminales bueno son simétricos en el sentido de que ambos semiconductores son del
tipo N pero la cantidad de doping que se les aplica y el área de contacto con el
semiconductor del tipo P no es necesariamente simétrico lo que produce que una de
las direcciones tenga una mayor ganancia que la otra.
Es común ver que los transistores van acompañados por una resistencia en serie, la
función de esta resistencia es limitar el voltaje que se genera en la base ya que solo se
necesitan 0,7 V para entrar en la región activa y al aumentar el voltaje aumentará
también la corriente que pasará por el transistor y dependiendo del transistor si la
corriente es muy alta esta podría quemarlo. La resistencia debe ser lo suficientemente
alta para limitar el voltaje y la corriente que llega a la base, pero al mismo tiempo no
tan alta para impedir su paso completamente.