Tema 1b: El Transistor BJT Principi físic.Tipus de transistors B.J.T. Corba característica I(V) de entrada i sortida del NPN en emissor comú. Anàlisis en DC. Model en DC pel B.J.T. Anàlisis en A.C. Model en A.C. pel B.J.T.Circuits amplificadors amb BJT. B.J.T en cascada. Transistor Darlington encapsulat. Exercicis Bibliografia [1] Boylestad, Nashelsky. Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos (Octava edición-2003), Pearson/Prentice Hall [2] Prat, L. Circuits i Dispositius electrònics. Fonaments d’electrònica (2001), Edicions UPC y Alfaomega Grupo Editor

Principios físicos. Símbolos Estructura interna: Cuando consideramos la estructura física del transistor (NPN), en la zona de carga espacial de la unión emisora circulan unas corrientes de huecos y electrones que obedecen a la ley del diodo. A consecuencia de la polarización directa, el emisor inyectará muchos electrones a la región P de la base y serán atraidos hacia el fuerte campo eléctrico del colector. Sobre una estructura NPN “polarizada”

Comportamiento idealizado del transistor bipolar Corrientes externas con el transistor polarizado Convenio de tensiones y corrientes NPN PNP

Características I-V Sobre la configuración de emisor común Características de entrada (diodo) Características de salida Modelo en continua según modo de trabajo

Análisis en DC de circuitos con transistores bipolares El objetivo del análisis en DC es conocer las tensiones en los nudos del circuito y las corrientes que circulan por sus elementos. En particular, calcular tres corrientes, IE, IB, IC y tres tensiones, VBE, VCE, VCB. El punto de trabajo Q es IC y VCE . Ejercicio Dado el circuito de la fig 1 encontrar el punto de trabajo Q(VCEQ , IC ) con los datos del transistor que se dan.

Ejercicio Indicar en que zona de trabajo se encuentra el transistor de la figura.

Modelo en AC para el BJT Análisis en pequeña señal: Circuito incremental y ganancia Cuando los incrementos son de pequeña amplitud, se puede considerar que el circuito incremental del transistor es lineal. Se le denomina también modelo de pequeña señal. a) Modelo del transistor en activa. b) Modelo de pequeña señal del transistor

Modelo equivalente en señal Aplicación en E.C. :Resistencia dinámica del diodo Base-emisor Ganacia de tensión Circuito amplificador

Ejercicio Encontrar el punto de trabajo Q(ICQ ,VCEQ ) en continua y las ganancias de tensión Gv , corriente Gi e impedancia de entrada zi.

Análisis en continua: Capacidades con valor que tienden a infinito en continua son circuitos abiertos. Circuito en continua

Análisis en alterna: (pequeña señal) Modelo incremental con ro ∞ El signo negativo indica que la señal de salida está desfasada 180º con respecto a la señal de entrada

Recta de carga en alterna (rca) Recta de carga en continua (rcc) Concepto de margen dinámico de salida Recta de carga en alterna (rca) Gráficamente Recta de carga en continua (rcc) RESTRINGE LA DINAMICA

Con los datos que tenemos en el ejercicio como se comportará el amplificador ?

Situación dinámica ideal: Máxima Excursión Simétrica (MES)

Configuraciones compuestas: Conexión cascada y Transistor Darlington Un amplificador multietapa es una conexión en cascada: Ejemplo: Etapa 1 (Gv1) Etapa 2 (Gv2)

Ejercicio Encontrar la ganancia en tensión Gv del siguiente circuito: Modelo equivalente incremental en pequeña señal: (capacidades que tienden a infinito son cortocircuito y tensiones en continua a masa) (observar que RTH1=R1//R2 y RTH2=R3//R4)

Análisis:

Transistor Darlington encapsulado D= 8000, VBE= 1.6 V

Ejercicio Dibujar recta de carga y determinar punto de reposo Q. Datos: VCC= 12 V, VBE= 0,7 V, = 140, ro= 30 k

Ejercicio Determine los niveles de reposo ICQ y VCQ para = 90 y para = 150. b) Comente la diferencia que encuentra en los resultados c) ¿Afecta al circuito significativamente este aumento de la ?

Análisis en continua circuito en continua Observar que aunque haya grandes variaciones de b las variaciones de IC y VCE son relativamente pequeñas