TRANSISTORES BIPOLARES Y DE EFECTO DE CAMPO, CON SU ESTRUCTURA, VENTAJAS, CARACTERISTICAS Y TIPOS.

1. TRANSISTORES
BIPOLARES Y
DE EFECTO DE
CAMPO

2.  Ac Ac Pablo Maximiliano
 Rodríguez Moo José Ignacio
 Uc González Fernando Ezequiel
 Pérez Ibarra Fernando
 García López Jazmín Guadalupe

3. 2.2.1 Polarización en CD
2.2 Configuraciones del
transistor bipolar y de
efecto de campo
2.1 Transistor Bipolar

4. ■ El transistor bipolar es un dispositivo de
tres terminales (emisor, colector y
base) que, atendiendo a su fabricación,
puede ser de dos tipos: NPN y PNP. La
forma de distinguir un transistor de tipo
NPN de un PNP es observando la flecha
del terminal de emisor. En un NPN esta
flecha apunta hacia fuera del
transistor; en un PNP la flecha apunta
hacia dentro. Además, en
funcionamiento normal, dicha flecha
indica el sentido de la corriente que
circula por el emisor del transistor

5. ■ El emisor ha de ser una región muy dopada (de ahí la
indicación p+). Cuanto más dopaje tenga el emisor, mayor
cantidad de portadores podrá aportar a la corriente.
■ La base ha de ser muy estrecha y poco dopada, para que
tenga lugar poca recombinación en la misma, y
prácticamente toda la corriente que proviene de emisor
pase a colector, como veremos más adelante. Además, si la
base no es estrecha, el dispositivo puede no comportarse
como un transistor, y trabajar como si de dos diodos en
oposición se tratase.
■ El colector ha de ser una zona menos dopada que el emisor.
Las características de esta región tienen que ver con la
recombinación de los portadores que provienen del emisor.
En posteriores apartados se tratará el tema.

6. ■ En cuanto a la energía, el consumo es levemente bajo.
■ Contienen la capacidad de generar una resistencia mecánica elevada.
■ El peso y las dimensiones del transistor en comparación con el de los tubos de
vacío es mucho menor.
■ Mantienen una vida prolongada.
■ Pueden permanecer almacenados durante mucho tiempo.
■ Estos transistores están exentos de utilizar tiempo de calentamiento.
■ Son capaces de generar fenómenos. Entre los que encontramos está la
fotosensibilidad.

7. ■ Transistor de efecto de campo (FET: Field-Effect
Transistor).
.

8. ■ Los transistores de efecto de campo (FET) son
dispositivos de tres terminales: FUENTE (Source),
DRENAJE (Drain) y PUERTA (Gate) que trabajan
controlando la corriente entre drenaje y fuente a
través del campo eléctrico establecido mediante la
tensión aplicada al terminal de puerta.
■ El terminal de puerta, que funciona como terminal de
control, no maneja virtualmente corriente, salvo alguna
corriente de fuga. El dispositivo presenta, en
consecuencia, una elevada impedancia de entrada
(puede llegar a valores del orden de 10 MΩ) que resulta
esencial en variadas aplicaciones como ser: llaves
analógicas, amplificadores de muy alta impedancia de
entrada, etc.
■ Son muy utilizados, también, como resistencias
controladas por tensión y fuentes de corriente. Algunos
tipos de FET presentan facilidades en cuanto a su
integración en áreas pequeñas y se utilizan
especialmente en altas escalas de integración (LSI o
VLSI), con un amplio desarrollo para circuitos digitales
(microprocesadores, memorias, etc.) y un permanente
avance en su utilización en circuitos integrados de
aplicación analógica.

9. ■ Es un dispositivo unipolar, tiene
un único tipo de portadores.
■ Presenta alta impedancia de
entrada. La corriente de entrada
es prácticamente nula (IG).
■ Tiene un bajo producto ganancia-
ancho de banda.
■ Es de fácil fabricación e
integración.

10. ■ El transistor de efecto de campo
de juntura (JFET).
■ El transistor de efecto de campo
de compuerta aislada (IGFET), o
más comúnmente transistor de
efecto de campo de metal-óxido-
semiconductor (MOSFET).

11. ■ Un JFET es básicamente una barra
semiconductora (tipo N o P), con
contactos óhmicos en sus extremos
identificados como drenaje (D) y
fuente (S), que forma un canal en
el medio de la difusión (P o N) de
puerta (G). La tensión aplicada a la
puerta controla la conducción
entre el drenaje y la fuente al
modular el ancho del canal. En
principio es un dispositivo
simétrico, o sea bidireccional, no
hay distinción entre drenaje y
fuente salvo por el sentido de
circulación de corriente.

12. ■ Una estructura MOS básica está formada
por cuatro capas: una de conductor
(metal), una de aislante (dióxido de
silicio, SiO2), una de semiconductor
(silicio tipo P o N) y una segunda capa
de conductor (metal). Ambas capas de
metal funcionan como electrodos donde
se conecta la alimentación, en este
caso una tensión referida a masa. La
configuración se comporta como un
capacitor cuyo valor está dado en la
ecuación. La zona del sustrato P que
queda entre la región R (bajo el
electrodo superior) y el electrodo
inferior equivale a una resistencia. En
definitiva, la estructura equivale a un
capacitor de pérdida.

13. ■ El circuito estará formado por un
transistor NPN, dos resistencias fijas:
una en la base RB (podría ser variable)
y otra en el colector RC, y una batería
o fuente de alimentación Vcc. Este
circuito recibe el nombre de circuito
de polarización fija y determina el
punto Q de reposo del transistor para
unos valores dados de Vcc, RB y RC. Es
el circuito más sencillo, pero también
el más inestable con las variaciones de
la temperatura.

14. ■ Del circuito de arriba es fácil obtener
la relación que existe entre la
corriente de colector Ic y la tensión
colector-emisor VCE del transistor,
aplicando la ley de Kirchoff resulta:
■ Esta expresión se conoce como
ecuación de la recta de carga. En ella
Vcc y RC son constantes, y VCE e IC son
las variables. La intersección entre
esta recta de carga con la curva
característica de salida del transistor
determina el punto de reposo Q. Para
trazar la recta en el plano IC = f (VCE)
es suficiente con establecer los puntos
de corte con los ejes de coordenadas.
■ Cuando la corriente de colector es
cero IC = 0, la tensión colector-
emisor es igual al potencial del
generador
VCE = Vcc: IC = 0; VCE = Vcc
■ Por otro lado, cuando la tensión
colector-emisor es igual a cero VCE
= 0, la corriente de colector vale el
potencial del generador entre la
resistencia de colector IC =
Vcc/RC:
VCE = 0; IC = Vcc/RC

15. ■ En la figura se muestra un circuito con
polarización universal capaz de compensar los
desequilibrios producidos por la ICB0( 1 ), β y
VBE. El circuito está constituido por un divisor
de tensión, formado por R1 y R2, conectado a
la base del transistor, y por una resistencia de
emisor RE. Las variaciones de ICB0, β y VBE
por efecto de la temperatura se traducen en
un aumento de la corriente de colector IC.
Cuando IC tiende a aumentar la caída de
tensión en RE también aumenta, como la
tensión en el divisor de tensión en el punto A
es casi constante, el aumento de voltaje en RE
provoca que disminuya el voltaje entre base-
emisor y esto a su vez disminuye la IB lo que
provoca una reducción de IC y esto compensa
su subida, en consecuencia manteniéndola
estable ante variaciones de la temperatura.