ELECTRONICA BASICA TRANSISTORES ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
TRANSISTOR POR UNION BIPOLAR Denominado BJT (Bipolar Junction Transistor) De acuerdo con la unión de sus componentes se clasifican en: ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSISTOR BJT npn El funcionamiento de un transistor BJT puede ser explicado como el de dos diodos pn pegados uno a otro. En este esquema (condición directa), la unión Base – Emisor (BE) actúa como un diodo normal. Note en la gráfica el flujo de electrones y huecos, siendo la corriente de huecos menor. A partir de ese momento, mediante el mismo mecanismo del diodo, se produce una corriente de base a emisor. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
Conectemos ahora en forma inversa la conexión Base – Colector (BC). Los electrones emitidos por el emisor se dividen en dos: unos que se dirigen hacia la base, recombinándose con los huecos, y otros que pasan esta zona y se dirigen al colector. La zona de la base se construye muy angosta, De ese modo la probabilidad de paso es mayor. Aparece un flujo neto de corriente (convencional) de colector al emisor. La corriente que fluye al colector es mayor que la que fluye a la base del circuito exterior. De acuerdo con la I Ley de Kirchoff: y además: ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C donde es el factor de amplificación (20 – 200)
Este último par origina una familia de curvas. Para analizar la característica i – v de un transistor se debe tomar los siguientes pares: Este último par origina una familia de curvas. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
En este caso, el comportamiento es similar al de un diodo En este caso, el comportamiento es similar al de un diodo. La fuente ideal IBB inyecta una corriente en la base, en conexión directa. Variando IBB y midiendo la variación vBE se obtiene la gráfica mostrada. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
Conectamos ahora una fuente de voltaje variable al colector. De este modo, variando vCC, variamos el voltaje vCE y por consiguiente la corriente en el colector. Esto adicionalmente a la variación de iB. Se genera toda una familia de curvas, una para cada valor de iB. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
Puede distinguirse cuatro zonas en la gráfica: REGION DE CORTE: Donde ambas uniones están conectadas en contra. La corriente de base es muy pequeña, y no fluye, para todos los efectos, corriente al emisor. REGION LINEAL ACTIVA: El transistor actúa como un amplificador lineal. La unión BE está conectada en directo y la unión CB está en reversa. REGION DE SATURACION: Ambas uniones están conectadas en directo. REGION DE RUPTURA: Que determina el límite físico de operación del transistor. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
DETERMINACION DE LA REGION DE OPERACIÓN DE UN TRANSISTOR BJT Asumamos que los voltímetros dan las siguientes lecturas: Podemos, en primer lugar determinar que lo que quiere decir que la conexión BE está conectada en directo. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
La corriente en la base será: Al mismo tiempo, la corriente en el colector será: Y la correspondiente ganancia: ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
El transistor está en la región lineal activa, ya que hay ganancia. Finalmente, el voltaje entre colector y emisor: De modo que podemos hallar el régimen de trabajo en las gráficas. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
De los datos anteriores: Para responder a esta pregunta deberemos determinar si las uniones BE y BC se encuentran en conexión directa o inversa. En la región de saturación ambas conexiones están en directo. En la región activa, BE está en directo y BC en reversa. De los datos anteriores: Ejemplo: Hallar el régimen de trabajo del transistor en el circuito mostrado si: Ambos están en directo. El último valor nos indica que estamos en la región de saturación. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
ELECCION DE UN PUNTO DE OPERACIÓN DE UN TRANSISTOR BJT Usemos el circuito mostrado para calcular el punto de operación, también denominado punto Q. Las correspondientes Ecuaciones de Kirchoff: De la última ecuación obtenemos una recta cuyos interceptos y pendiente son: Trazando esta recta, se encuentra el referido punto Q en el cruce de este recta con la curva de la familia correspondiente a la corriente de base. ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
En este punto, el BJT puede usarse como amplificador lineal ELECTRONICA BASICA, 2003 ADOLFO CASTILLO MEZA, M.S.C
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