Bipolar transistors

1. ELECTRONICA BASICA
TRANSISTORES
ELECTRONICA BASICA, 2003
ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C

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TRANSISTOR POR UNION BIPOLAR
- Denominado BJT (Bipolar Junction Transistor)
- De acuerdo con la unión de sus componentes se clasifican en:

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FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSISTOR BJT npn
- El funcionamiento de un transistor BJT
puede ser explicado como el de dos diodos
pn pegados uno a otro.
- En este esquema (condición directa), la
unión Base – Emisor (BE) actúa como un
diodo normal.
- Note en la gráfica el flujo de electrones y
huecos, siendo la corriente de huecos menor.
- A partir de ese momento, mediante el
mismo mecanismo del diodo, se produce una
corriente de base a emisor.

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- Conectemos ahora en forma inversa la
conexión Base – Colector (BC).
- Los electrones emitidos por el emisor se
dividen en dos: unos que se dirigen hacia la
base, recombinándose con los huecos, y otros
que pasan esta zona y se dirigen al colector.
- La zona de la base se construye muy
angosta, De ese modo la probabilidad de paso
es mayor.
- Aparece un flujo neto de corriente
(convencional) de colector al emisor.
- La corriente que fluye al colector es mayor
que la que fluye a la base del circuito exterior.
- De acuerdo con la I Ley de Kirchoff:
y además:
donde  es el factor de amplificación (20 – 200)

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Para analizar la característica i – v de
un transistor se debe tomar los
siguientes pares:
CE
C
BE
B
v
i
v
i


Este último par origina una familia de
curvas.

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En este caso, el comportamiento es similar al de un diodo. La fuente ideal IBB
inyecta una corriente en la base, en conexión directa. Variando IBB y midiendo
la variación vBE se obtiene la gráfica mostrada.

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Conectamos
ahora una
fuente de
voltaje variable
al colector.
De este modo, variando vCC, variamos el voltaje vCE y por consiguiente la corriente
en el colector. Esto adicionalmente a la variación de iB. Se genera toda una familia
de curvas, una para cada valor de iB.

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Puede distinguirse cuatro zonas en la gráfica:
REGION DE CORTE: Donde ambas uniones están conectadas
en contra. La corriente de base es muy pequeña, y no fluye, para
todos los efectos, corriente al emisor.
REGION LINEAL ACTIVA: El transistor actúa como un
amplificador lineal. La unión BE está conectada en directo y la
unión CB está en reversa.
REGION DE
SATURACION:
Ambas uniones
están conectadas
en directo.
REGION DE
RUPTURA: Que
determina el límite
físico de operación del
transistor.

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DETERMINACION DE LA REGION DE OPERACIÓN DE UN
TRANSISTOR BJT
Asumamos que los voltímetros dan las
siguientes lecturas:
Podemos, en primer lugar determinar
que
lo que quiere decir que la conexión
BE está conectada en directo.

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La corriente en la base será:
Al mismo tiempo, la corriente en el
colector será:
Y la correspondiente ganancia:

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El transistor está en la región lineal activa, ya que hay ganancia.
Finalmente, el voltaje entre colector y emisor:
De modo que podemos hallar el régimen de trabajo en las gráficas.

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Ejemplo: Hallar el régimen
de trabajo del transistor en
el circuito mostrado si:
Para responder a esta pregunta
deberemos determinar si las uniones BE y
BC se encuentran en conexión directa o
inversa.
En la región de saturación ambas
conexiones están en directo. En la región
activa, BE está en directo y BC en reversa.
De los datos anteriores:
El último valor nos indica que estamos en la
región de saturación.
Ambos están en directo.

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ELECCION DE UN PUNTO DE
OPERACIÓN DE UN
TRANSISTOR BJT
Usemos el circuito mostrado para calcular
el punto de operación, también
denominado punto Q.
Las correspondientes Ecuaciones de
Kirchoff:
De la última ecuación obtenemos una recta cuyos interceptos y pendiente
son:
Trazando esta recta, se encuentra el referido punto Q en el cruce de este
recta con la curva de la familia correspondiente a la corriente de base.

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En este punto, el BJT puede usarse como
amplificador lineal

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