Tema teórico perteneciente a la asignatura Tecnología Electrónica del Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática.

1. TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA 1
EL TRANSISTOR BJT
TEMA 3

2. 1. Introducción
2. Tipos de transistor bipolar
3. Transistor. Operación básica
4. Transistor en corte
5. Transistor en saturación
6. Transistor en región activa
7. Cuadripolos
8. Límites de operación del transistor BJT
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA 2
T3. EL TRANSISTOR BJT

3. 3TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
 Es la base de la electrónica actual. Presentado en 1947 por
Schockley, Bardeen y Brattain.
 Se considera un elemento activo.
 Se encuentran como componente discreto o agrupado en
circuitos integrados como operacionales, microprocesadores, etc.
 Cumple las funciones básicas de:
 Amplificador
 Conmutador
 Resistencia variable
1. INTRODUCCIÓN
Fig. 1 Algunos modelos de transistores comerciales
Fig. 2 Primer transistor laboratorios Bell

4. 4TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
1. INTRODUCCIÓN
Amplificador Conmutador controlado
G>1
Resistencia variable
Vout depende de la señal de control
1 2
3

5. 5TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
2. TIPOS DE TRANSISTOR BJT (Bipolar Junction Transistor)
 NPN  Formado por dos capas de material tipo n y una capa
de material tipo p.
 PNP  Formado por dos capas de material tipo p y una capa
de material tipo n.
 La base suele ser mucho más estrecha que colector y emisor,
que tampoco suelen ser del mismo tamaño.
 El emisor debe estar muy dopado, la base poco dopada y
colector menos dopado que el emisor.

6. 6TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
3. TRANSISTOR. OPERACIÓN BÁSICA
 El Transistor opera en distintas regiones en función de
la polaridad aplicada a sus terminales.
 La región activa inversa no se utiliza
por limitaciones constructivas, ya que el
fabricante optimiza el transistor para su
uso en región activa.
UNIÓN BASE-EMISOR UNIÓN BASE-COLECTOR ESTADO DEL TRANSISTOR
INVERSO INVERSO CORTE
DIRECTO DIRECTO SATURACIÓN
DIRECTO INVERSO ACTIVO
INVERSO DIRECTO ACTIVO INVERSO

7.  Transistor en corte
 Al estar las dos uniones polarizadas en inversa las regiones de
agotamiento evitan que se establezca corriente de mayoritarios.
Por tanto, un transistor en corte equivale a un circuito abierto.
 A nivel práctico para polarizar el transistor en corte basta con no
polarizar en directa la unión base-emisor del mismo (VBE=0).
7TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
4. TRANSISTOR EN CORTE
ISE≈0
ISC≈0IB= ISE +ISC ≈0 B
E C

8.  Transistor emisor-común en corte
8TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
4. TRANSISTOR EN CORTE
CIRCUITO EQUIVALENTE
¡¡NO EXISTE CORRIENTE EN EL TRANSISTOR!!
IB=IC=IE=0

9.  Ejemplo 1:
Calcular las tensiones VBE, VBC y VCE así como las corrientes IB, IC e IE del
circuito de la figura 7, cuando EB = 0 V.
Solución:
 IC=0A # IB=0A # IE=0A
 VBE=EB=0V # VCE=10V # VBC=VBE-VCE= -10V
9TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
4. TRANSISTOR EN CORTE

10.  Transistor en saturación
 Al estar las dos uniones polarizadas en directa, la tensión entre el
colector y el emisor en saturación será: VCE = VBE-ON – VBC-ON
 La tensión VBE-ON es aproximadamente 0’7 V, mientras que VBC-ON
es de 0’5 V, por tanto VCE=0’2V.
 La conexión colector emisor es prácticamente un cortocircuito y la
corriente circulante depende del circuito conectado a la salida.
10TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
5. TRANSISTOR EN SATURACIÓN
IB
IC
IE= IB +IC≈ IC
E C
B

11.  Transistor emisor-común en saturación
11TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
5. TRANSISTOR EN SATURACIÓN
CIRCUITO EQUIVALENTE
Resistencia
limitadora de
corriente
¡¡LA CORRIENTE EN EL COLECTOR DEPENDE DE LA MALLA
COLECTOR-EMISOR!!
IC=VCE/R APROXIMANDO IC≈IE YA QUE IB<<IC

12.  Ejemplo 2:
Calcular las tensiones VBE, VBC y VCE así como las corrientes IB, IC e IE del
circuito de la figura, cuando EB = 15 V.
Solución:
 IC=10mA # IB=0’143mA # IE=IC+IB=10’143mA
 VBE=0’7V # VCE=0V # VBC=VBE-VCE=0’7V
12TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
5. TRANSISTOR EN SATURACIÓN

13.  Ejemplo 3:
Calcular las tensiones VBE, VBC y VCE así como las corrientes IB, IC e IE del
circuito de la figura, cuando EB = 20 V.
Solución:
 IC=10mA # IB=0’193mA # IE=IC+IB=10’193mA
 VBE=0’7V # VCE=0V # VBC=VBE-VCE=0’7V
Conclusión: En saturación la corriente de colector (IC) es
independiente de las variaciones de la corriente de base (IB)
13TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
5. TRANSISTOR EN SATURACIÓN

14.  Transistor en activa
 Al estar la unión B-E polarizada en directa y la unión B-C en
inversa, se produce el “efecto transistor” que se caracteriza por:
 Conducción a través de la unión B-C pese a estar polarizada en inversa.
 La corriente de base es muy inferior a la de colector.
 La corriente de colector es proporcional a la corriente de base, es decir, la
corriente en colector está controlada por la corriente en la base.
14TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
6. TRANSISTOR EN REGIÓN ACTIVA
IB
IC=β∙IB
IE= IB +IC
E C
B

15.  Transistor emisor-común en activa
15TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
6. TRANSISTOR EN REGIÓN ACTIVA
CIRCUITO EQUIVALENTE
IC=β∙IB
E C BI I I 
20 200C
B
I
I
   
GANANCIAS DE CORRIENTE EN CONTINUA:
GANANCIA COLECTOR-EMISOR GANANCIA COLECTOR-BASE
¡¡LA CORRIENTE EN EL COLECTOR DEPENDE DE LA MALLA DE
BASE!! IC=β∙IB APROXIMANDO IC≈IE YA QUE IB<<IC

16.  Ejemplo 4:
Calcular VBE, VBC y VCE así como las corrientes IB, IC e IE cuando EB = 5 V. La
ganancia de corriente del transistor es β= 100.
Solución:
 IC=4’3mA # IB=0’043mA # IE=IC+IB=4’343mA
 VBE=0’7V # VCE=5’7V # VBC=VBE-VCE=-5V
 α=4’3/4’343=0’99
16TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
6. TRANSISTOR EN REGIÓN ACTIVA
IC=β∙IB

17.  Ejemplo 5:
Calcular VBE, VBC y VCE así como las corrientes IB, IC e IE cuando EB = 7 V. La
ganancia de corriente del transistor es β= 100.
Solución:
 IC=6’3mA # IB=0’063mA # IE=IC+IB=6’363mA
 VBE=0’7V # VCE=3’7V # VBC=VBE-VCE=-3V # α=6’3/6’363=0’99
Conclusión: Una variación de corriente en la base de tan sólo 20µA
provoca una variación en la tensión VCE de 2 V. Este es el principio de
la amplificación analógica de señales.
17TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
6. TRANSISTOR EN REGIÓN ACTIVA

18. 18TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
6. TRANSISTOR EN REGIÓN ACTIVA
E CI I
0BI
NPN
E CI I
0BI
En resumen, para la región activa:
 La corriente de colector (IC) depende de las variaciones de la
corriente de base (IB). Es decir se comporta como una fuente de
corriente entre E y C dependiente de IB.
En general, para todas las regiones:
 En el transistor PNP, el razonamiento es análogo al NPN pero
los sentidos de las corrientes y las polaridades son contrarias.
PNP

19. 19TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
7. CUADRIPOLOS
Dado que el dispositivo presenta tres terminales, es posible
identificar tres configuraciones distintas para relacionar la
señal de entrada con la de salida, en función de cual de los
tres sea el terminal común.
Ii
Vi
Io
VoENTRADA SALIDA

20. 20TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
7. CUADRIPOLOS
B.C. Base Común
 Transistor NPN en base común
Se utiliza para obtener una fuente de corriente independiente dela carga.
SALIDA
IC=α·IE

21. 21TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
7. CUADRIPOLOS
Transistor NPN en base común
 Ejemplo 6:
1. Determinar IC para VCB=20V e IE=5mA.
2. Determinar IC para VCB=5V e IE=5mA.
3. Determinar VBE para los casos anteriores.
4. ¿Cuál es la relación aproximada entre IE e IC en esta
configuración?
IE(mA)
VBE(V)

22. 22TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
7. CUADRIPOLOS
E.C. Emisor Común
 Transistor NPN en emisor común
Configuración más utilizada, se emplea fundamentalmente para obtener
amplificación en corriente.
SALIDA
IC=β·IB

23. 23TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
7. CUADRIPOLOS
Transistor NPN en emisor común
 Ejemplo 7:
1. Determinar IC para VCE=10V e IB=30µA.
2. Determinar IC para VCE=15V e IB=20µA.
3. Determinar VBE para los casos anteriores.
4. ¿Cuál es la relación aproximada entre IB e IC en esta
configuración?

24. 24TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
7. CUADRIPOLOS
C.C. Colector Común
 Transistor NPN en colector común
Se utiliza para acoplamientos de impedancia, ya que esta configuración
presenta alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida.
SALIDA
IE=β·IB

25. 25TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
T3. EL TRANSISTOR BJT
8. LÍMITES DE OPERACIÓN
 Región de funcionamiento
Trabajar dentro de la región de operación garantiza que no se rebasan
los valores máximos de funcionamiento.