transistores

2. El transistor de unión bipolar (o BJT, por sus siglas del
inglés bipolar junction transistor) se fabrica sobre un
monocristal de material semiconductor como el germanio,
el silicio o el arseniuro de galio, cuyas cualidades son
intermedias entre las de un conductor eléctrico y las de un
aislante. Sobre el sustrato de cristal se contaminan en forma
muy controlada tres zonas sucesivas, N-P-N o P-N-P,
dando lugar a dos uniones PN. Las zonas N (en las que
abundan portadores de carga Negativa) se obtienen
contaminando el sustrato con átomos de
elementosdonantes de electrones, como el arsénico o
el fósforo; mientras que las zonas P (donde se generan
portadores de carga Positiva o «huecos»)
Un transistor de unión bipolar está formado por
dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor,
separados por una región muy estrecha. De esta
manera quedan formadas tres regiones:
Emisor Base Colector
La
intermedia,
muy
estrecha, que
separa el
emisor del
colector.
De
extensió
n mucho
mayor
Que se diferencia de
las otras dos por
estar
fuertemente dopada
, comportándose
como un metal. Su
nombre se debe a
que esta terminal
funciona
como emisor de
portadores de carga.
Transistor Bipolar

3. Transistor NPN Estructura de un transistor NPN
NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga
mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son
NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los "huecos" en los semiconductores,
permitiendo mayores corrientes y velocidades de operación.
Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de
material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es amplificada en la
salida del colector.
La flecha en el símbolo del transistor NPN está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente
convencionalcircula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.

4. Transistor PNP Estructura de un transistor PNP
El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de
las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho
mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias. Los transistores PNP consisten en una capa de material
semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el
colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una carga eléctrica
externa. Una pequeña corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el emisor
hacia el colector. La flecha en el transistor PNP está en el terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente
convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.

6. Para el análisis de las distintas corrientes que
aparecen en un transistor vamos a considerar un
transistor de tipo PNP, que polarizamos tal y como
aparece en la figura . Este tipo de polarización será
el usado cuando el transistor trabaje en región
activa, como se verá en los siguientes apartados. La
unión emisor-base queda polarizada como una
unión en directa, y la unión colector-base como
una unión en inversa.
En la siguiente figura se muestran las principales
corrientes (de electrones y huecos) que aparecen
en el transistor tras aplicar la polarización indicada
en la figura 10. Se puede observar lo siguiente.

8. Entre el emisor y la base aparece una corriente (IEp + IEn) debido a que la unión está en directa
El efecto transistor provoca que la mayor parte de la corriente anterior NO circule por la base, sino que siga hacia
el emisor (ICp)
Entre el colector y la base circula una corriente mínima por estar polarizada en inversa (ICn más una parte ínfima
de ICp)
Por la base realmente circula una pequeña corriente del emisor, más otra de colector, más la corriente de
recombinación de base (IEn+ICn+IBr)
A partir de lo anterior podemos obtener algunas ecuaciones básicas como son las siguientes:
IE + IB + IC = 0 (I )
Esta ecuación viene impuesta por la propia estructura del circuito, es decir, el transistor es un nodo con tres
entradas o salidas, por tanto la suma de las corrientes que entran o salen al mismo ha de ser cero.
Cada una de las corrientes del transistor se puede poner en función de sus componentes de la siguiente forma:

9. Un transistor bipolar uno de los aspectos más
interesantes para su análisis y uso es el conocer
las relaciones existentes entre sus tres corrientes
(IE, IB e IC). En la ecuación I tenemos una
primera relación. Otras relaciones se pueden
obtener definiendo una serie de parámetros
dependientes de la estructura del propio
transistor. Definimos los parámetros a y b (de
continua) como la relación existente entre la
corriente de colector y la de emisor, o la de
emisor y la de base, es decir:
Operando podemos relacionar ambos parámetros de la
siguiente forma:
En general el parámetro a será muy próximo a la unidad (la
corriente de emisor será similar a la de colector) y el parámetro
b tendrá un valor elevado (normalmente > 100).
A partir de las ecuaciones anteriores se puede obtener una más
que es útil cuando se trabaja con pequeñas corrientes de
polarización, en las que el efecto de la corriente inversa que
circula entre colector y base puede no ser despreciable: