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2. Introducción: tipos de transistores BIPOLARES NPN PNP EFECTO DE CAMPO UNIÓN METAL-OXIDO-SEMICONDUCTOR CANAL N (JFET-N) CANAL P (JFET-P) CANAL N (MOSFET-N) CANAL P (MOSFET-P) TRANSISTORES * FET : Field Effect Transistor

4. Características eléctricas del transistor bipolar + - + - V CE I C V BE I B En principio necesitamos conocer 3 tensiones y 3 corrientes: I C , I B , I E V CE , V BE , V CB En la práctica basta con conocer solo 2 corrientes y 2 tensiones. Normalmente se trabaja con I C , I B , V CE y V BE . Por supuesto las otras dos pueden obtenerse fácilmente: I E = I C + I B V CB = V CE - V BE Transistor NPN I E + - V CB I B = f(V BE , V CE ) Característica de entrada I C = f(V CE , I B ) Característica de salida

5. Características eléctricas del transistor bipolar + - + - V CE I C V BE I B Transistor NPN Entre base y emisor el transistor se comporta como un diodo. La característica de este diodo depende de V CE pero la variación es pequeña. I B = f(V BE , V CE ) Característica de entrada V BE I B  V CE

6. Características eléctricas del transistor bipolar + - + - V CE I C V BE I B I C = f(I B , V CE ) Característica de salida Transistor NPN La corriente que circula por el colector se controla mediante la corriente de base I B . I B V CE I C

7. Características eléctricas del transistor bipolar Equivalente hidráulico del transistor h 1 h 2 h 1 - h 2 Caudal Apertura

8. Características eléctricas del transistor bipolar: linealización Transistor NPN: linealización de la característica de salida V CE (V) I C (mA) El parámetro fundamental que describe la característica de salida del transistor es la ganancia de corriente  . I B ( μ A) 1 2 100 200 300 400 10 20 30 40 0 Zona de saturación Zona de corte Zona activa: I C =  ·I B + - + - V CE V BE I B I C

9. Características eléctricas del transistor bipolar Transistor NPN: linealización de la característica de entrada La característica de entrada corresponde a la de un diodo y se emplean las aproximaciones lineales vistas en el tema anterior. + - + - V CE V BE I B I C V BE I B  V CE Ideal

10. Características eléctricas del transistor bipolar Transistor NPN: zonas de funcionamiento del transistor ideal + - + - V CE V BE I B I C V CE I C I B + - + - V CE V BE I B I C  ·I B Zona activa + - + - V CE =0 V BE I B I C I C <  ·I B Zona de saturación + - + - V CE V BE I B I C =0 Zona de corte

11. Funcionamiento en conmutación de un transistor NPN 12 V 12 V 36 W 3 A I Sustituimos el interruptor principal por un transistor. La corriente de base debe ser suficiente para asegurar la zona de saturación. Ventajas: No desgaste, sin chispas, rapidez, permite control desde sistema lógico. Electrónica de Potencia y Electrónica digital 12 V 12 V 36 W 3 A I  = 100 40 mA I B = 40 mA 4 A I C V CE 3 A PF (OFF) 12 V PF (ON) ON OFF

12. Características eléctricas del transistor bipolar + - + - V EC I C V EB I B Transistor PNP Las tensiones y corrientes van en sentido contrario a las de un transistor NPN. Entre emisor y base se comporta como un diodo. La corriente por la base es saliente. I B = f(V BE , V EC ) Característica de entrada V EB I B  V EC

13. Características eléctricas del transistor bipolar I C = f(I B , V CE ) Característica de salida Transistor PNP La corriente que circula por el colector es saliente y se controla mediante la corriente de base I B . I B + - + - V EC V EB I B I C V EC I C

14. Funcionamiento en conmutación de un transistor PNP 12 V 12 V 36 W 3 A I 12 V 12 V 36 W 3 A I  = 100 40 mA I B = 40 mA 4 A I C V EC 3 A PF (OFF) Al igual que antes, sustituimos el interruptor principal por un transistor. La corriente de base (ahora circula al reves) debe ser suficiente para asegurar la zona de saturación. 12 V PF (ON) ON OFF

15. Características eléctricas del transistor bipolar Características reales (NPN) Característica de Entrada Característica de Salida

16. Características eléctricas del transistor bipolar I C-MAX Corriente máxima de colector V CE-MAX Tensión máxima CE P MAX Potencia máxima V CE-SAT Tensión C.E. de saturación H FE   Ganancia I CMAX P MAX V CE-MAX SOAR Área de operación segura ( Safety Operation Area ) I C V CE Características reales: datos proporcionados por los fabricantes C E B

17. Características eléctricas del transistor bipolar V CE = 1500 I C = 8 H FE = 20

18. El fototransistor La luz (fotones de una cierta longitud de onda) al incidir en la zona de base desempeñan el papel de corriente de base El terminal de Base, puede estar presente o no. No confundir con un fotodiodo. C E

19. El fototransistor

20. El fototransistor DISTINTOS ENCAPSULADOS

21. El fototransistor OPTOACOPLADOR OBJETIVO: Proporcionar aislamiento galvánico y protección eléctrica. Detección de obstáculos. Conjunto fotodiodo + fototransistor

22. Conclusiones Sobre el uso del transistor como interruptor se profundiza en Electrónica de Potencia y en Electrónica Digital . Sobre el uso del transistor como amplificador se profundiza en Electrónica Analógica . Como se ha visto ambos transistores bipolares son bastante intercambiables y constructivamente similares. Solamente se diferencian en la rapidez: El transistor NPN funciona básicamente con electrones mientras que el PNP lo hace con huecos (Mayoritarios del emisor en cada caso). Reacuérdese que la movilidad de los electrones es mayor que la de los huecos, es decir, el transistor NPN es mas rápido que le PNP en igualdad de condiciones.