Conmutador bjt

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PRÁCTICA NÚMERO SEIS: BJT COMO CONMUTADOR

1 Objetivo

El alumno identificará las terminales del transistor de unión bipolar (BJT), verificará el funcionamiento del BJT de acuerdo a su polarización y analizará el comportamiento del BJT como conmutador, empleando instrumentos de medición.

2 Introducción y consideraciones teóricas

Hay dos tipos importantes de dispositivos semiconductoresde tres terminales: el transistor de unión bipolar (BJT) y el transistor de efecto de campo (FET). Los dos tipos son importantes, y cada uno ofrece ventajas distintas y tiene campos de aplicación únicos en su género.

El transistor bipolar consta de dos uniones pn construidas de manera especial y conectad en serie, espalda con espalda, la unión entre emisor y base (EBJ) y la unión entre colectory base (CBJ). La corriente es conducida por electrones y huecos y de aquí se deriva su nombre de bipolar.

En la siguiente imagen (figura 1) se muestra la estructura del transistor usado en esta práctica:

[pic]

Figura 1. Estructura de un Transistor BJT con unión npn

El BJT, que con frecuencia se cita como “el transistor”, se utiliza ampliamente en circuitos discretos y en el diseño decircuitos integrados (IC) tanto analógicos como digitales. Las curvas características del dispositivo están tan bien entendidas que se pueden diseñar circuitos transistorizados cuya operación es sorprendentemente predecible y bastante insensible a variaciones de los parámetros del dispositivo.

Modo de operación

El BJT npn consta de tres regiones semiconductoras: la región del emisor (tipon), la región de la base (tipo p) y la región del colector (tipo n). Para el funcionamiento del transistor se conecta una terminal a cada una de las tres regiones semiconductoras de un transistor, estas terminales se denominan emisor (E), colector (C) y base (B). En las uniones pn, según sea la condición de polarización (directa o inversa) de cada una de estas uniones se obtienen diferentes modos deoperación del BJT, como se muestra en la siguiente tabla:

|Modo |Unión EBJ |Unión CBJ |
|Corte |Inversa |Inversa |
|Activa |Directa |Inversa |
|Saturación |Directa|Directa |

El modo Activo es el que se utiliza si el transistor debe operar como amplificador. Las aplicaciones de conmutación (por ejemplo en circuitos lógicos) utilizan modos de corte y de saturación.

Modo Activo BJT npn – Se utilizan dos fuentes externas de voltaje, para crear las condiciones necesarias de polarización para operación en modo activo. El voltaje debase-emisor ocasiona que la base de tipo p se encuentre a un potencial más alto que el emisor de tipo n, con lo cual se polariza directamente la unión entre emisor y base. El voltaje colector-base ocasiona que el colector tipo n se encuentre más alto en potencial que la base tipo p con lo cual se polariza inversamente la unión entre colector y base. Básicamente el voltaje base-emisor de polarizacióndirecta ocasiona que una corriente, (corriente del colector), exponencialmente relacionada circule en el terminal del colector. La corriente de colector es independiente del valor del voltaje del colector mientras la unión entre colector y base permanezca polarizada inversamente, esto es voltaje colector-base ≥0.Así, en el modo activo, el terminal del colector se comporta como una fuente ideal decorriente constante en donde el valor de la corriente está determinad por el Voltaje base-emisor. La corriente de base es un factor de 1/(ganancia de corriente) de la corriente del colector, y la corriente de emisor es igual a la suma de las corrientes de colector y de base. Como la corriente de base es mucho menos que la corriente de colector, significa que la ganancia de corriente es mucho...
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