Electrónica, Analógica, Digital, transistores, Bjt, Bipolar

1. Transistor Bipolar de Unión BJT 1
E
Transistores de Unión Bipolar
(BJT)
León Rogelio1
, Murillo Leonardo2
, Maldonado Fabián3
, Ochoa
Alex4
, Salinas Diego5
, Saavedra Jair6

Abstract— This document will be unveiled physical structure
and operating principle of the bipolar junction transistor (BJT )
in an electrical circuit, the transistor being a component of three
terminals , you can work in different configurations depending on
the role play each terminal on the circuit is being used , this in
order to improve our circuit
Index Terms—Bipolar, Configurations, Transistor.
I. INTRODUCTION
STE documento tiene como finalidad de hacer conocer
el transistor BJT, se tomara en cuenta los mecanismos
básicos del funcionamiento y los tipos de transistores que
se utilizan en diferentes circuitos eléctricos. Se tratara de los
diferentes modos de operación que puede tener un BJT y a la
vez se podrá decir que se utiliza un modelo matemático del
comportamiento eléctrico del transistor en el circuito que se
está diseñando.
Se hará una breve reseña histórica del transistor, el año que fue
descubierto y también por qué que tiene como nombre
transistor bipolar.
II. TRANSISTORES BIPOLAR UNIÓN “BJT”
A. HISTORIA
El transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de
EE.UU. en diciembre de 1974 por John Bardeen, Walter Houser
Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron
galardonados con el premio Nobel de Física en 1956. [1]
En el año 1956, estos tres genios de la Ingeniería y la Física,
lograron el punto máximo en la carrera de todo científico, por
sobre las publicaciones en revistas de alto impacto y más allá
del reconocimiento de sus propios pares, el premio que se
entrega (en el caso de los científicos) a aquellos hombres y
mujeres que han dejado un legado importante para la
humanidad, el Premio Nobel y en específico el de Física.
Este fue el reconocimiento al ingenio de estos tres hombres
luego de revolucionar al mundo, descubrimientoe invento que
le daría un giro en 180º al desarrollo humano hasta como lo
conocemos hoy.
1.Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca- sede Vecino(e-
mail: rleonj@est.ups.edu.ec)
2.Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca- sede Vecino(e-
mail: cmurillol@est.ups.edu.ec)
3.Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca- sede Vecino(e-
mail: aochoa@est.ups.edu.ec)
Definición de un Transistor
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor
utilizado para producir una señal de salida en respuesta a otra
señal de entrada, cumple funciones de amplificador, oscilador,
conmutador o rectificador. [2]
Tiene básicamente dos funciones:
 Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una
pequeña señal de mando.
 Funciona como un elemento amplificador de señales.
Fig. 1. Elemento del transistor.
Elementos
Consta de tres cristales semiconductores usualmente de Silicio
y Germanio, unidos entre sí. Según como se coloquen los
cristales hay dos tipos básicos de transistores bipolares.
Transistor NPN, en este caso un cristal P está situado entre dos
cristales N.
Transistor PNP, en este caso un cristal N está situado entre dos
cristales P.
La capa de en medio es mucho más estrecha que las otras dos.
En cada uno de estos cristales se realiza un contacto metálico,
lo que da origen a tres terminales:
 Emisor: Se encarga de proporcionar portadores de
carga.
 Colector: Se encarga de recoger portadores de carga.
 Base: Controla el paso de corriente a través del
transistor. (Es el cristal de en medio).
4.Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca- sede Vecino(e-
mail: fmaldonadop@est.ups.edu.ec)
5.Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca- sede Vecino(e-
mail: jsaavedrag@est.ups.edu.ec)
6.Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca- sede Vecino(e-
mail: dsalinas@est.ups.edu.ec)

2. Transistor Bipolar de Unión BJT 2
B. TIPOS DE TRANSISTORES
Hay dos tipos de BJT, el primero tiene la base de tipo N y el
emisor y colector de tipo de P; el segundo tiene la base de tipo
P y el emisor y colector son de tipo N. A estos dos tipos de
transistor se los conoce como PNP, NPN respectivamente. [3]
Fig.2. Tipos de
Transistores
C. TIPOS DE ENCAPSULADOS
Los transistores están encapsulados de diferentes formas y
tamaños, depende mucho de la función que vayan a
desempeñar. Existe una variedad de encapsulados, cada
encapsulado tiene una asignación de terminales, lo cual se
puede consultar en un catálogo de transistores.
Tienen impreso en su cuerpo sus datos como es su referencia
que indica el modelo del transistor, como se puede ver en la
figura 3.
Fig.3. Datos del Transistor
Fig.4. Encapsulado
TO-3
CAPSULA TO-220
Para transistores de menos potencia para reguladores de
tensión en fuentes de alimentación y para tiristores y triacs de
baja potencia.
En la mayoría de casos necesitan un radiador de aluminio, pero
en algunos casos no es necesario si la potencia que van a
disipar es reducida.
Fig.5. Encapsulado TO-220
CAPSULA TO-126
Para transistores de potencia reducida donde ya no es
necesario la colocación de un radiador.
Se puede apreciar en a grafica la asignación de terminales de
un transistor BJT y de un Tiristor.
Fig.6. Encapsulado TO-126
CAPSULA TO-3
Es utilizada esta capsulada para transistores de gran potencia,
los cuales suelen llevar un radiador de aluminio que ayuda a
disipar la potencia que se genera en él. Su distribución de
terminales se observa que el colector es el chasis del transistor
se puede notar que los terminales no se encuentran a la misma
distancia de los agujeros.
CAPSULA TO-92
Es muy utilizada en transistores de pequeña señal. Es el
encapsulado más utilizado en la construcción de transistores.
Esta usualmente hecho de epoxy o plástico, presenta un tamaño
bien reducido y bajo costo.

3. Transistor Bipolar de Unión BJT 3
Fig.7. Encapsulado TO-92
CAPSULA TO-18
Se utiliza en transistores de pequeña señal. Su cuerpo está
formado por una carcasa metálica que tiene un saliente que
indica el terminal del Emisor.
Fig.8. Encapsulado TO-18
CAPSULA MINIATURA
Se utiliza en transistores de pequeña señal. Al igual que el
anterior, tienen un tamaño bastante pequeño. [1]
Fig.9.Encapsulada miniatura
III. CALCULO DEL DISIPADOR
En la disipación de calor de los semiconductores, solamente
consideramos los dos últimos tipos de propagación: convección
y conducción.
Analogía eléctrica.- Se puede establecer una correspondencia
entre la Ley de Ohm y la propagación térmica mediante la
siguiente tabla de equivalencias:
Tabla 1. Analogía Térmica – Ley De Ohm
Eléctrica Temperatura
Intensidad
(I)
Tensión (V)
Resistencia
(R)
V=IR
Calor (W)
Temperatura (T)
Resistencia Térmica (R)
T=W*R
APLICACIÓN:
Cálculo del disipador. - La mayoría de fabricantes de
semiconductores proporcionan los datos suficientes para poder
calcular el disipador que necesitamos. Necesitamos como punto
de partida, la temperatura máxima que puede alcanzar la unión
del transistor.
Fig.10.Cálculo del disipador.
Ejemplo.- Vamos a utilizar un regulador de tensión LM317T
con encapsulado TO-220 y cuyos datos son los siguientes: De
la Ficha de Datos sacamos estos datos:
Fig.11. Diagrama Disipador

4. Transistor Bipolar de Unión BJT 4
Tj = 125 °C
Rjc = 5 °C/w
De nuestro montaje y las tablas, deducimos:
Rcd = 1.4 °C/w (separador de mica)
Ta = 25 °C (tomamos este valor).
Por mediciones obtenemos:
Vin = 12 voltios
Vout = 6.3 voltios
V = Vin-Vout = 5.7 voltios
I = 0.9A es la corriente que entrega el regulador.
W = 5.7 x 0.9 = 5.13 watios
Calculamos:
T = Tj - Ta = w (Rjc + Rcd + Rda)
Despejamos y sustituimos:
Rda = [(k Tj - Ta) / w] - Rjc - Rcd = [(0.7•125 - 25)/5.13] - 5
- 1.4
Donde el k, es una constaten sacada de la mica que estamos
utilizando en nuestro ejercicio es, decir según la mica tiene una
k = 0.7, por lo que es de silicón.
Respuesta:
Rda = 5.78 °C/w
Este valor de la resistencia del dispersado ambiente sabremos
con exactitud la minina con la que podemos trabajar , caso
contrario al obtener una elevada resistencia se comenzara a
quemar nuestro circuito, esto sirve para el diseño del mismo,
no es más que una característica constructiva de nuestro
circuito.
IV. CONCLUSIONES
Los transistores tienen la capacidad de amplificar corriente, por
ejemplo pueden ser usados para amplificar la pequeña
corriente de salida de un circuito integrado lógico de tal forma
que pueda manejar una bombilla, un relé u otro dispositivo.
El cálculo del disipador de calor es un cálculo aproximado para
determinar qué tipo de disipador tenemos que usar en un
componente semiconductor, este sistema de cálculo se basa en
una analogía entre circuitos de flujo de calor y circuitos eléctricos
resistivos.
REFERENCIAS
[1] A. I. Hernandez, Escritor, EL Transistor, " Estructura
fisica y Aplicaciones". [Performance]. Universidad
Oberta de Catalunya.
[2] R. Araújo, «Electronic topics,» 02 05 2011. [En línea].
Available:
http://myelectronictopics.blogspot.com/2011/05/historia-
del-transistor.html. [Último acceso: 27 10 2016].
[3] P. E. Gray, Electronica fisica y modelo de transitores,
Volumen 2, Sevilla (España): REVERTÉ, S. A, 1978.,
2002, 2da reimpresion .
[4] A. Jorge Raúl Villaseñor Gómez y F. A. Hernández,
Circuitos eléctricos y aplicaciones digitales, Mexico:
México [México] : Pearson Educación, 2013.
[5] J. Aladro, «Universidad de Granada,» [En línea].
Available:
http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso03-
04/cce/practicas/encapsulados/encapsulados.htm. [Último
acceso: 27 10 2016].