descripción general de los tipos de transistores

1. Tipos de transistores
BJT
JFET
MOSFET
Fecha de elaboración: 24 de Mayo de 2011
Fecha de entrega :26 de Mayo de 2011
GIOVANI HERNADEZ VIGUERAS

2. BJT
O npn O pnp
E
N
P
N
C
B
Figura 1.1 BJT
npn
E
P
N
P
C
B
símbolos
Figura 1.2 BJT
pnp
Curvas características
Fig.1.3 curva característica de un BJT npn ic-
VBE
Fig.1.4 curva característica de un
ic-VCE BJT en particular

3. modos de
operación
Operación del transistor npn en el modo activo
Se usan dos fuentes externas de voltaje para crear las
condiciones necesarias de polarización para operación en
modo activo ,el voltaje VBE ocasiona que la base tipo p se
encuentre a un potencial mas alto que el emisor tipo n con
lo cual se polariza directamente la unión entre emisor y
base.
El voltaje entre colector base VCB ocasiona que el colector
tipo n se encuentre mas alto en potencial que la base tipo p
con lo cual se polariza inversamente la unión base colector
Zona de corte funciona cuando la unión B-E
se polariza inversamente o no se polariza y
la B-C se polariza inversamente.
En este modo el transistor se utiliza para
aplicaciones de conmutación «potencia
circuitos digitales «
Zona de saturación funciona cuando se
polarizan ambas uniones directamente
Fig. 1.5
Fig. 1.6
Fig. 1.7
Fig. 1.8

4. Configuraciones básicas
Base común
Se le llama base común por el hecho de que la
base es común a los lados de entrada y salida de
la configuración. Además la base es usualmente
la mas cercana o en un potencial de tierra.
emisor común
Figura1.12Configuración
emisor común (a)NPN
(b)PNP
Fig. 1.9 Fig. 1.11

5. colector común
La tercera y ultima configuración de transistor es la de colector común. . La
configuración de colector común se emplea fundamentalmente para propósitos de
acoplamiento de impedancia ya que tiene una elevada impedancia de entrada y una
baja impedancia de salida ,lo que permite el uso de esta configuración como
convertidor de impedancias y como aislador.
Figura 1.13 configuración
de colector común
empleada para propósitos
de acoplamiento de
impedancia
Polarización fija
Estabilizada de emisor
Figura 1.15 circuito de
polarización para BJT con
resistor en el emisor.
Polarización por división de tensión
Fig. 1.14
Fig. 1.16

6. Transistor de efecto de campo
FET
O Es un dispositivo controlado por voltaje
O De canal n y canal p .
O El FET es un dispositivo unipolar
que depende solo de electrones
(canal n) o de huecos(canal p).
O Efecto de campo para el caso del
FET se establece un campo
eléctrico mediante las cargas
presentes , que controlara la
trayectoria de conducción del
circuito de salida sin la necesidad
de un contacto directo entre las
cantidades controladoras y
controladas
Símbolos
Símbolos del JFET a)canal-n b)canal-p
Fig. 2.0 componentes del JFET
Fig. 2.1

7. Construcción y características de los JFET
Fig. 2.2 Construcción básica del JFET de canal n
Fig. 2.3 Características del JFET de canal n con IDSS=8mA y
VP=-4

8. El nivel de VGS que da por resultado ID=0mA se encuentra determinado por VGS=VP
siendo un voltaje negativo para los dispositivos de canal n y un voltaje positivo para los
de canal p.
IDSS se deriva del hacho de que la corriente del drenaje a la fuente con una conexión
de cortocircuito de la entrada a la fuente.
IDSS es la corriente máxima de drenaje para un JFET y esta definida mediante las
condiciones VGS=0 y VDS>|VP|
Resistor controlado por voltaje a la región ala izquierda del estrechamiento en la grafica
se le conoce como región óhmica o de resistencia controlada por voltaje.
Aproximación del nivel de resistencia en términos del voltaje aplicado VGS
JFET de canal p
Esta constituido exactamente de la misma manera que el de canal n solo con una
inversión de los materiales tipo p y n
Fig. 2.4 JFET de canal p

9. Fig. 2.5 Características de un JFET de canal p con IDSS de 6 mA y VP de 6 V
Ecuación de Shockley
Se puede obtener la curva de transferencia
utilizando la ecuación de shockley

10. MOS
O El transistor de efecto de campo MOS debe su nombre a la estructura de su parte central
metal-oxido- semiconductor. Desde que fue creado en lo 60s ha ido incrementando su
presencia en los circuitos electrónicos, hasta ser el dispositivo mas usado en los circuitos
electrónicos fabricados en la ultima década. Aunque su principio de operación fue ideado hace
mas de sesenta años, dificultades tecnológicas impidieron su realización de manera fiable y
repetitiva. Su predominio actual se debe a su capacidad de miniaturización y a la posibilidad
de realizar con el circuitos que consumen muy poca potencia.
• El MOS también denominado MOSFET ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
• Tiene tres terminales llamados Drenador(D) ,Puerta(G) y surtidor o fuente(S) .la corriente que
circula entre Drenador y surtidor es controlada por la tensión aplicada a la puerta. Este
transistor tiene de echo otra terminal (B del ingles BULK) conectado al sustrato al que suele
aplicársele una tensión fija.
funcionamiento
Cuando se aplica una tensión positiva al terminal de puerta se crea un campo eléctrico entre
las placas del condensador que incide perpendicularmente sobre la superficie del
semiconductor. Este campo eléctrico atrae cargas negativas hacia la superficie y repele las
positivas, si el campo eléctrico tiene la intensidad suficiente logra crear , en la proximidad de
la superficie del semiconductor , una región muy rica en cargas negativas que se denomina
canal n ,este canal conecta dos regiones n y permite el paso de corriente entre Drenador y
surtidor
Fig.3.1 Símbolo del MOS canal n Fig.3.2 Característica ID(VGS)

11. Fig.3.3 Transistor MOS de
acumulación de canal P
Fig3.4Estructura física
Fig.3.5 Característica ID(VGS)

12. Curvas características
O Se presentan las curvas
características de un MOS de
canal N
O Para cada valor de VGS ha y
una curva de la corriente de
Drenador en función de la
tensión entre Drenador y surtidor.
Para VGS menor o igual a VT las
curvas coinciden con el eje de
las abscisas : la corriente de
Drenador es nula . A medida que
VGS aumenta por encima de VT
la corriente va creciendo
Fig3.6 Curvas características de
Drenador de un MOS canal N
Representación de las ecuaciones del transistor
MOS
Fig.3.6.1región
óhmica
Fig.3.6.2 región de
saturación

13. MOSFET de tipo decremental de canal -n
O Construcción
básica
Fig. 3.7

14. Operación básica y características
En la figura el voltaje compuerta –
fuente se hace cero volts mediante la
conexión directa de ambas terminales
y se aplica un voltaje VDS a través de
las terminales drenaje-fuente. El
resultado es una atracción por el
potencial positivo del drenaje para los
electrones libres del canal –n .
3.9 Características de drenaje y de transferencia para un MOSFET de
tipo decremental de canal-n
Fig. 3.8

15. MOSFET de tipo decremental de canal-p
La construcción de un MOSFET de tipo decremental de canal p es exactamente
inverso al de tipo n
Las terminales permanecen como las tenemos identificadas , pero todas las
polaridades de los voltajes y las direcciones de las corrientes están invertidas
FIG,4 MOSFET decremental de
canal tipo p
Las características de drenaje podrían ser
iguales que en la fig.3.9b pero con valores
negativos de VDS e ID positiva y vgs con
polaridades opuestas.
fig.4.1 (a) (
b)

16. Símbolos
Fig.4.2
a) MOSFET de tipo decremental de canal n
b)MOSFET de tipo decremental de canal p

17. MOSFET de tipo decremental
Aunque existen muchas similitudes entre los MOSFET de tipo decremental, las
características del MOSFET de tipo incremental son bastante diferentes .
la curva de transferencia no esta definida por la ecuación de shockley, y la corriente de
drenaje ahora esta en corte hasta que el voltaje compuerta fuente alcance una magnitud
especifica .entonces el control de corriente en un dispositivo de canal n ahora resulta
afectado por un voltaje compuerta fuente positivo en lugar del rango de voltajes negativos .
construcción básica
MOSFET de tipo incremental
de canal n .
Si VGS se hace 0 y se aplica
un voltaje entre el drenaje y la
fuente del dispositivo de esta
figura la ausencia de un canal
n dar como resultado una
corriente de 0 amperes una
diferencia grande con el de
tipo decremental donde
ID=IDSS.
Fig. 4.3

18. VDG=VDS-VGS
VDSsat=VGS-VT
Para los niveles de VGS>VT la corriente de drenaje esta relacionada al voltaje compuerta
fuente aplicado mediante la siguiente ecuación no lineal. El termino k es una constante que
, a su vez es una función de la fabricación del dispositivo el valor de k se puede calcular
mediante la siguiente ecuación
Fig. 4.5

19. MOSFET de tipo incremental de
canal p
Símbolos
MOSFET de tipo incremental de
canal n y MOSFET de tipo
incremental de canal p
sucesivamente
Ventajas del MOSFET
-los reducidos niveles de manejo
de potencia
Por lo general menos de 1W
Fig. 4.6

20. Arreglo para polarización fija del JFET de canal n
O
Fig. 4.7

21. Configuración de auto polarización
O Esta configuración elimina la
necesidad de dos fuentes de
DC.El voltaje de control de la
compuerta a la fuente ahora lo
determina el voltaje a través del
resistor RS que se conecta en la
terminal de la fuente de la
configuración
O La corriente a través de Rs es la
corriente de la fuente Is pero
Is=ID
O Para l lazo que indico la figura
para el analisien dc
VGS=-IDRS
Fig. 4.8
Fig. 4.9

22. Polarización por división de voltaje
Para simplificar el análisis de malla en la compuerta encontraremos el circuito
equivalente de Thevenin
Fig. 5
Fig. 5.1

23. Fig. 5.2
Fig. 5.3

24. bibliografía
[1]ELECTRONICA TEORIA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS
ELECTRONICOS,ROBERT L BOYLESTAD ,LOUIS
NASHELSKY,PEARSON EDUCACION,OCTAVA EDICION
[2] CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRONICOS
FUNDAMENTOS DE ELECTRONICA,LLUIS PRAT
VIÑAS,EDICIONS UPC ,1999,SEXTA EDICION
[3]CONSULTA EN : TIPOS DE POLARIZACION DEL BJT,ING.
JOSE MANUEL GLEZ.ROJAS