BJT Y MOSFET

TEMA 5. CIRCUITOS EN
CONMUTACIÓN

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IEEE 125 Aniversary: http://www.flickr.com/photos/ieee125/with/2809342254/


1

TEMA 5. CIRCUITOS EN CONMUTACIÓN

1. Introducción
2.

Circuitos en conmutación con BJT.

3.

Circuitos en conmutación con MOSFET.
1. Etapa inversora MOSFET
2. Etapa CMOS
3. Etapainversora MOS de carga integrada

María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es

2

TEMA 5. CIRCUITOS EN CONMUTACIÓN


Hasta ahora, los circuitos estudiados en la asignatura (salvo el oscilador de relajación) son
lineales (establecemos una relación lineal entre la entrada y la salida)


Para ello hemos operado (polarizados dentro de sus características I-V) en la región lineal:
Los BJTs : Región activa



Los MOSFETs: Región de saturación

Ahora vamos a estudiar cuando estos mismos dispositivos trabajan en conmutación:


CONMUTACION: Paso de un punto de corte (OFF) a conducción (ON)


Partiendo de un punto de funcionamiento estático (POE) de las características I-V del transistor



Llevamos al dispositivo a trabajar en otro punto suficientementealejado del primero.

MOSFET

BJT
IC ( mA)



5.1. INTRODUCCIÓN



IB = 80 µA




IB = 60 µA
IB = 40 µA
IB = 20 µA



IB = 0 µA
VCE (V)

FFI-UPV.es

María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es

3

TEMA 5. CIRCUITOS EN CONMUTACIÓN
Transistor Bipolar de Unión (BJT) en conmutación:


El de un punto de corte (OFF) es en la región de corte



El punto decorriente elevada es en la región de saturación (ON)
RC
RB
VBB

VBE

VCE

VCC

IC ( mA)



5.1. INTRODUCCIÓN



IB = 80 µA



FFI-UPV.es

IB = 60 µA

Q
Q

IB = 40 µA

 Región de saturación
 Región activa
 Región de corte

lín
ea
de
ca
rg
a

IB = 20 µA



Q

IB = 0 µA

VCE (V)

• En región activa: unión EB en directa, BC en inversa. Aplicaciónen amplificación.
• En región de corte: las dos uniones polarizadas inversamente: circuito abierto.
• En región de saturación: las dos uniones polarizadas directamente: cortocircuito.

María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es

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TEMA 5. CIRCUITOS EN CONMUTACIÓN 5.2. CIRCUITOS BJT
Etapa inversora: BJT en aplicaciones digitales


VBB = IB RB+ VBE
VCC = IC RC + VCC

Retomamos elestudio del punto de operación ESTACIONARIO

VBE  0,7 V
RC =1 k
RB=16 k
VBB = 2 V

IB

VBE

= 100

VCE

VBB  VBE 2  0,7

 81,25 A
16000
RB
Ic = IB = 8,125 mA

IB 

IC
VCC=10 V

VCE = VCC - IC RC = 10 - 8,125 = 1,875 V
FFI-UPV.es

IC
VCC
RC

Q

IB4

Q
IB2
IB1

VBB (V)
0,7
0,8
0,9
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,3

IB3
lín
ea
de
ca
rga

Q

VCC = 10 V

VCE (V)
10
9,375
8,75
8,125
6,875
5,625
4,375
3,125
1,875
0,625
0

Ic (mA)
0
0,625
1,25
1,875
3,125
4,375
5,625
6,875
8,125
9,375
10

IB (A)
0
6,25
12,5
18,75
31,25
43,75
56,25
68,75
81,25
93,75
100

Corte
Región activa



Saturación

VCE
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es

5

TEMA 5. CIRCUITOS EN CONMUTACIÓN5.2. CIRCUITOS BJT


Etapa inversora: BJT en aplicaciones digitales
+VCC

cortocircuito  VCE = 0

RC

IC

Si VBB , IB = , IE IC = VCC/RC
zona de saturación

RB

Q

V0=Vsalida

Vi=Ventrada

Q
FFI-UPV.es

lín
ea
de
ca
rg
a

Q

FFI-UPV.es

VCE (V)

Si VBB = 0  IB = 0, IE IC  0, VCE = VCC
Zona de corte
circuito abierto VCE = VCC
María Jesús MartínMartínez : mjmm@usal.es

6

TEMA 5. CIRCUITOS EN CONMUTACIÓN 5.2. CIRCUITOS BJT


Etapa inversora: BJT en aplicaciones digitales
D. Pardo, et al. 1999

Si VBB , IB = , IE IC = VCC/RC

zona de saturación

IC

cortocircuito  VCE = 0

Q
Q
lín
ea
de
ca
rg
a

Q

FFI-UPV.es

VCE (V)

Si VBB = 0 o < 0,7 V, IB = 0, IE IC  0, VCE = VCC

La salida V0 está invertida
con...