REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”.
EXTENSION- MATURÍN
AUTORES:
KENRY TAMAYO
ASESOR CATEDRÁTICO:
ING. MARIANGELA POLLONAIS
MATURÍN, FEBRERO 2017
EL TRANSISTOR
INTRODUCCIÓN…
Un transistor es un dispositivo que regula
el flujo de corriente o de tensión actuando
como un interruptor o amplificador para
señales electrónicas.
El Transistor es un componente electrónico
formado por materiales semiconductores, de
uso muy habitual, pues lo encontramos
presente en cualquiera de los aparatos de
uso cotidiano como las radios, alarmas,
automóviles, ordenadores, etc.
Antes de aparecer los transistores, los
aparatos a válvulas tenían que trabajar con
tensiones bastante altas, tardaban más de 30
segundos en empezar a funcionar, y en
ningún caso podían funcionar a pilas debido
al gran consumo que tenían.
EL TRANSISTOR
DEFINICIÓN
Es un dispositivo electrónico en estado sólido, cuyo principio de funcionamiento se basa en
la física de los semiconductores. Este cumple funciones de amplificador, oscilador,
conmutador o rectificador. El término “transistor” es la contracción en inglés de transfer
resistor (“resistencia de transferencia”).
Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario:
radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas,
lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras,
calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos,
ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos móviles, etc. Este dispositivo semiconductor
permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña.
EL TRANSISTOR
CARACTERÍSTICAS
El transistor tiene tres partes, como el tríodo. Una que
emite electrones (emisor), otra que los recibe o recolecta
(colector) y otra con la que se modula el paso de dichos
electrones (base). Una pequeña señal eléctrica aplicada
entre la base y el emisor modula la corriente que circula
entre emisor y receptor.
La señal base-emisor puede ser muy pequeña en
comparación con la emisor-receptor. La señal emisor-
receptor es aproximadamente la misma que la base-
emisor pero amplificada. El transistor se utiliza, por tanto,
como amplificador.
Además, todo amplificador oscila; así que puede usarse
como oscilador y también como rectificador y como
conmutador on-off. El transistor también funciona por
tanto como un interruptor electrónico, siendo esta
propiedad aplicada en la electrónica en el diseño de
algunos tipos de memorias y de otros circuitos como
controladores de motores de Corriente directa y de pasos.
Polarización de un Transistor
Una polarización correcta permite el funcionamiento de este componente. No es lo
mismo polarizar un transistor NPN que PNP. Generalmente podemos decir que la
unión base - emisor se polariza directamente y la unión base - colector inversamente.
Zonas de Trabajo:
Corte: No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y Emisor también es nula. La tensión
entre Colector y Emisor es la de la batería. El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor
abierto. IB es igual a IC es igual a IE es igual a 0; VCE es igual a Vbat
Saturación: Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector
considerable. En este caso el transistor entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado. De esta
forma, se puede decir que la tensión de la batería se encuentra en la carga conectada en el Colector.
Activa: Actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente. Cuando trabaja en la zona de corte y la de
saturación se dice que trabaja en conmutación. En definitiva, como si fuera un interruptor. La ganancia de corriente
es un parámetro también importante para los transistores ya que relaciona la variación que sufre la corriente de
colector para una variación de la corriente de base. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de
características, también aparece con la denominación hFE.
EL TRANSISTOR
TIPOS DE TRANSISTORES
Existen distintos tipos de transistores, de los cuales la clasificación más aceptada consiste en
dividirlos en transistores de bipolares o BJT (Bipolar Junction Transistor) y transistores de
efecto de campo o FET (Field Effect Transistor). La familia de los transistores de efecto de
campo es a su vez bastante amplia, englobando los JFET, MOSFET, MISFET, etc...
Llamado también transistor de punta de contacto, fue el
primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en
1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de
germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que
la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se
apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el
emisor y el colector. La corriente de base es capaz de
modular la resistencia que se “ve” en el colector, de ahí el
nombre de “transfer resistor”. Se basa en efectos de
superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar
(las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía
desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el
transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor
ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.
Transistor de Contacto Puntual
Transistor de Unión Bipolar
También llamado de efecto de campo de unión (JFET), fue el
primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una
barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los
terminales de la barra se establece un contacto óhmico, tenemos
así un transistor de efecto de campo tipo N de la forma más
básica. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y
se conectan externamente entre sí, se producirá una puerta. A uno
de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador.
Aplicando tensión positiva entre el drenador y el surtidor y
conectando a puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la
que llamaremos corriente de drenador con polarización cero. Con
un potencial negativo de puerta al que llamamos tensión de
estrangulamiento, cesa la conducción en el canal.
Transistor de Unión Bipolar
Colector Común:
La señal se aplica a la base del transistor y se extrae por el emisor. El
colector se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de
salida. En esta configuración se tiene ganancia de corriente, pero no de
tensión que es ligeramente inferior a la unidad. Esta configuración
multiplica la impedancia de salida por 1/β.
Emisor común
La construcción interna de un transistor como todo crcuito necesita de
dos terminales de entrada y dos de salida, pero al contar en su fabricación
solo con tres terminales, se hace necesario adoptar una de las siguientes
configuraciones: Emisor común, Base común, Colector común.
Base común
Emisor común: La señal se aplica a la
base del transistor y se extrae por el
colector. El emisor se conecta a las
masas tanto de la señal de entrada
como a la de salida. En esta
configuración se tiene ganancia tanto
de tensión como de corriente y alta
impedancia de entrada. Como la base
está conectada al emisor por un
diodo en directo, entre ellos podemos
suponer una tensión constante, Vg.
También supondremos que β es
constante. Entonces tenemos que la
tensión de emisor es: VE = VB − Vg
Base Común: La señal se aplica al emisor del transistor y se extrae por el
colector. la base se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como
a la de salida. En esta configuración se tiene ganancia sólo de tensión. La
impedancia de entrada es baja y la ganancia de corriente algo menor que
uno, debido a que parte de la corriente de emisor sale por la base.
Configuraciones:
EL TRANSISTOR
TIPOS DE TRANSISTORES
Transistor de Efecto de Campo
Los transistores de efecto de campo más conocidos son los JFET
(Junction Field Effect Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor
FET) y MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor FET). Tienen tres
terminales denominadas puerta (o gate) a la equivalente a la base del
BJT, y que regula el paso de corriente por las otras dos terminales,
llamadas drenador (drain) y fuente (source).
Presentan diferencias de comportamiento respecto a los BJT. Una diferencia significativa es
que, en los MOSFET, la puerta no absorve intensidad en absoluto, frente a los BJT, donde la
intensidad que atraviesa la base es pequeña en comparación con la que circula por las otras
terminales, pero no siempre puede ser despreciada
Transistor de Efecto de Campo
Tipos de Transistores FET
los TFT hacen uso del silicio amorfo o del silicio
policristalino
El MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect
Transistor) usa un aislante (normalmente SiO2).
El JFET (Junction Field-Effect Transistor) usa una unión p-
n
El MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)
substituye la unión PN del JFET con una barrera Schottky.
En el HEMT (High Electron Mobility Transistor), también
denominado HFET (heterostructure FET), la banda de
material dopada con "huecos" forma el aislante entre la
puerta y el cuerpo del transistor.
Los MODFET (Modulation-Doped Field Effect Transistor)
Los IGBT (Insulated-gate bipolar transistor) es un
dispositivo para control de potencia. Son comúnmente
usados cuando el rango de voltaje drenaje-fuente está
entre los 200 a 3000V. Aun así los Power MOSFET
todavía son los dispositivos más utilizados en el rango
de tensiones drenaje-fuente de 1 a 200V.
Los FREDFET es un FET especializado diseñado para
otorgar una recuperación ultra rápida del transistor.
Los DNAFET es un tipo especializado de FET que actúa
como biosensor, usando una puerta fabricada de
moléculas de ADN de una cadena para detectar
cadenas de ADN iguales

El transistor

  • 1.
    REPÚBLICA BOLIVARIANA DEVENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”. EXTENSION- MATURÍN AUTORES: KENRY TAMAYO ASESOR CATEDRÁTICO: ING. MARIANGELA POLLONAIS MATURÍN, FEBRERO 2017
  • 2.
    EL TRANSISTOR INTRODUCCIÓN… Un transistores un dispositivo que regula el flujo de corriente o de tensión actuando como un interruptor o amplificador para señales electrónicas. El Transistor es un componente electrónico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual, pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automóviles, ordenadores, etc. Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas debido al gran consumo que tenían.
  • 3.
    EL TRANSISTOR DEFINICIÓN Es undispositivo electrónico en estado sólido, cuyo principio de funcionamiento se basa en la física de los semiconductores. Este cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término “transistor” es la contracción en inglés de transfer resistor (“resistencia de transferencia”). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos móviles, etc. Este dispositivo semiconductor permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña.
  • 4.
    EL TRANSISTOR CARACTERÍSTICAS El transistortiene tres partes, como el tríodo. Una que emite electrones (emisor), otra que los recibe o recolecta (colector) y otra con la que se modula el paso de dichos electrones (base). Una pequeña señal eléctrica aplicada entre la base y el emisor modula la corriente que circula entre emisor y receptor. La señal base-emisor puede ser muy pequeña en comparación con la emisor-receptor. La señal emisor- receptor es aproximadamente la misma que la base- emisor pero amplificada. El transistor se utiliza, por tanto, como amplificador. Además, todo amplificador oscila; así que puede usarse como oscilador y también como rectificador y como conmutador on-off. El transistor también funciona por tanto como un interruptor electrónico, siendo esta propiedad aplicada en la electrónica en el diseño de algunos tipos de memorias y de otros circuitos como controladores de motores de Corriente directa y de pasos. Polarización de un Transistor Una polarización correcta permite el funcionamiento de este componente. No es lo mismo polarizar un transistor NPN que PNP. Generalmente podemos decir que la unión base - emisor se polariza directamente y la unión base - colector inversamente. Zonas de Trabajo: Corte: No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y Emisor también es nula. La tensión entre Colector y Emisor es la de la batería. El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto. IB es igual a IC es igual a IE es igual a 0; VCE es igual a Vbat Saturación: Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector considerable. En este caso el transistor entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado. De esta forma, se puede decir que la tensión de la batería se encuentra en la carga conectada en el Colector. Activa: Actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente. Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturación se dice que trabaja en conmutación. En definitiva, como si fuera un interruptor. La ganancia de corriente es un parámetro también importante para los transistores ya que relaciona la variación que sufre la corriente de colector para una variación de la corriente de base. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de características, también aparece con la denominación hFE.
  • 5.
    EL TRANSISTOR TIPOS DETRANSISTORES Existen distintos tipos de transistores, de los cuales la clasificación más aceptada consiste en dividirlos en transistores de bipolares o BJT (Bipolar Junction Transistor) y transistores de efecto de campo o FET (Field Effect Transistor). La familia de los transistores de efecto de campo es a su vez bastante amplia, englobando los JFET, MOSFET, MISFET, etc... Llamado también transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se “ve” en el colector, de ahí el nombre de “transfer resistor”. Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido. Transistor de Contacto Puntual Transistor de Unión Bipolar También llamado de efecto de campo de unión (JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor de efecto de campo tipo N de la forma más básica. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre sí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador. Aplicando tensión positiva entre el drenador y el surtidor y conectando a puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarización cero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensión de estrangulamiento, cesa la conducción en el canal. Transistor de Unión Bipolar Colector Común: La señal se aplica a la base del transistor y se extrae por el emisor. El colector se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene ganancia de corriente, pero no de tensión que es ligeramente inferior a la unidad. Esta configuración multiplica la impedancia de salida por 1/β. Emisor común La construcción interna de un transistor como todo crcuito necesita de dos terminales de entrada y dos de salida, pero al contar en su fabricación solo con tres terminales, se hace necesario adoptar una de las siguientes configuraciones: Emisor común, Base común, Colector común. Base común Emisor común: La señal se aplica a la base del transistor y se extrae por el colector. El emisor se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene ganancia tanto de tensión como de corriente y alta impedancia de entrada. Como la base está conectada al emisor por un diodo en directo, entre ellos podemos suponer una tensión constante, Vg. También supondremos que β es constante. Entonces tenemos que la tensión de emisor es: VE = VB − Vg Base Común: La señal se aplica al emisor del transistor y se extrae por el colector. la base se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene ganancia sólo de tensión. La impedancia de entrada es baja y la ganancia de corriente algo menor que uno, debido a que parte de la corriente de emisor sale por la base. Configuraciones:
  • 6.
    EL TRANSISTOR TIPOS DETRANSISTORES Transistor de Efecto de Campo Los transistores de efecto de campo más conocidos son los JFET (Junction Field Effect Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) y MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor FET). Tienen tres terminales denominadas puerta (o gate) a la equivalente a la base del BJT, y que regula el paso de corriente por las otras dos terminales, llamadas drenador (drain) y fuente (source). Presentan diferencias de comportamiento respecto a los BJT. Una diferencia significativa es que, en los MOSFET, la puerta no absorve intensidad en absoluto, frente a los BJT, donde la intensidad que atraviesa la base es pequeña en comparación con la que circula por las otras terminales, pero no siempre puede ser despreciada Transistor de Efecto de Campo Tipos de Transistores FET los TFT hacen uso del silicio amorfo o del silicio policristalino El MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) usa un aislante (normalmente SiO2). El JFET (Junction Field-Effect Transistor) usa una unión p- n El MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor) substituye la unión PN del JFET con una barrera Schottky. En el HEMT (High Electron Mobility Transistor), también denominado HFET (heterostructure FET), la banda de material dopada con "huecos" forma el aislante entre la puerta y el cuerpo del transistor. Los MODFET (Modulation-Doped Field Effect Transistor) Los IGBT (Insulated-gate bipolar transistor) es un dispositivo para control de potencia. Son comúnmente usados cuando el rango de voltaje drenaje-fuente está entre los 200 a 3000V. Aun así los Power MOSFET todavía son los dispositivos más utilizados en el rango de tensiones drenaje-fuente de 1 a 200V. Los FREDFET es un FET especializado diseñado para otorgar una recuperación ultra rápida del transistor. Los DNAFET es un tipo especializado de FET que actúa como biosensor, usando una puerta fabricada de moléculas de ADN de una cadena para detectar cadenas de ADN iguales