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Transistor bipolar. Transistor bipolar PNP: Regiones de operación Transistor PNP: P N P Emisor Base Colector V EB + V CB + V EB Símbolo Regiones de operación.

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1 Transistor bipolar

2 Transistor bipolar PNP: Regiones de operación Transistor PNP: P N P Emisor Base Colector V EB + V CB + V EB Símbolo Regiones de operación Saturación ActivaCorte Activa inversa

3 Transistor bipolar NPN: Regiones de operación Transistor NPN: N P N Emisor Base Colector V BE + V BC + V BE Símbolo Regiones de operación Saturación ActivaCorte Activa inversa

4 Transistor bipolar PNP: Configuraciones en la Región Activa Emisor común Base común Colector Común P N P V EB + E B C ICIC IEIE IBIB V EC P+NP ICIC IEIE V EB V CB V EB V EC V EB V CB P+ N P V CB C B E IEIE ICIC IBIB V CE V CB V CE IBIB

5 Transistor bipolar PNP: Relaciones básicas de corriente y Voltaje Voltajes: V EB + V CB + V CE = 0 Corrientes: I E = I B + I C P+NP ICIC IEIE V EB V CB V EB V CB IBIB

6 Transistor bipolar PNP: Región activa P+ N P V EB Unión polarizada en directa Unión polarizada en inversa Emisor Colector Ejercicio: Dibujar los diagramas de energía para los transistores PNP y NPN

7 Transistor bipolar PNP: Región activa Emisor Colector I CP I EP Corriente de electrones. Movimiento de electrones. Corriente de huecos (movimiento de huecos). I En I Cn Convención: Polarización directa Polarización inversa I rec (corriente de recombinación) Componentes de las corrientes: I E = I En + I Ep I B = I En + I REC - I Cn I C = I Cn + I Cp IEIE ICIC IBIB P+ N P

8 El transistor como amplificador lineal (región activa) Análisis simplificado P+N P Emisor Colector WBWB Se asume que el ancho de la base W B << L p (longitud de difusión de los huecos). Lo cual implica: I REC 0, luego I Cp I Ep Debido a la polarización inversa de la unión base-colector entonces: I Cn 0 ( es muy pequeña), luego I C I Ep Lo anterior significa que la corriente de base sería: I B I En

9 El transistor como amplificador lineal Comportamiento de los portadores minoritarios (análisis simplificado) unión emisor-base: P+N P Emisor Colector WBWB Lineal W B << L p Exponencial: x´´ x´

10 El transistor como amplificador lineal Comportamiento de los portadores minoritarios (análisis simplificado) unión emisor-base: Como: I B I En, la corriente sería: Como: I C I Cp I Ep, la corriente sería: Luego: Relación lineal Amplificador lineal de corriente

11 El transistor PNP Parámetros del transistor bipolar: Las corrientes las podemos expresar de la siguiente forma: Corriente de colector-base con el emisor abierto

12 El transistor PNP Parámetros del transistor bipolar: Eficiencia de inyección del emisor ( ): Factor de transporte de la base ( ): Ganancia de corriente en base común (DC) ( ):

13 El transistor bipolar Parámetros del transistor bipolar: De acuerdo con la ecuaciones anteriores: También: Luego: Ganancia de corriente En emisor común (DC)

14 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Hipótesis: La intensidad de campo eléctrico en las regiones de cuerpo (fuera de las regiones de vaciamiento) es muy pequeño. No se considera recombinación, ni generación en la zonas de vaciamiento. Los anchos del colector y del emisor son más grandes que la longitudes de difusión de los portadores minoritarios. El área transversal del colector es más grande que el área del emisor. Cada región neutral se asume uniformemente dopada. Las uniones emisor-base y colector-base son abruptas.. Se considera la condición de bajo nivel del inyección ( en polarización en directa).

15 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Corriente de emisor: P+ N P Emisor Colector WBWB n oE n oC p0p0 x=0 x´=0x´´=0 Electrones L nE, D nE Electrones L nC, D nC huecos L p, D p

16 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Corriente de emisor: P+ N P Emisor WBWB huecos L p, D p Ecuación de continuidad en la base: Con = 0 p´= p-p 0

17 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Corriente de emisor (en la región de la base): La solución de la ecuación tiene la forma: Entonces: Siendo: Condiciones de Frontera:

18 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La solución de la ecuación daría: La corriente de difusión: Con 0 x W B

19 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La ecuación de continuidad en la región del emisor sería: La solución de la ecuación tiene la forma: Siendo: Condiciones de Frontera:

20 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La corriente I En sería: La corriente de emisor sería:

21 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Una componente de la corriente de colector sería: Como ya tenemos un modelo para P en la base:

22 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La ecuación de continuidad en la región del colector sería: La solución de la ecuación tiene la forma: Siendo: Condiciones de Frontera:

23 Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La corriente I Cn sería: La corriente de colector: La corriente de base: I B = I E - I C


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