POLARIZACION

POLARIZACION DE TRANSISTORES BIPOLARES

OBJETIVO: Estudiar en forma experimental las características DC de los diferentes tipos de polarización.
FUNDAMENTO TEORICO:
FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR
El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales gracias al cual es posible controlar una gran potencia a partir de una pequeña. En la figura (1) se puede ver un ejemplo cualitativo delfuncionamiento del mismo. Entre los terminales de colector (C) y emisor (E) se aplica la potencia a regular, y en el terminal de base (B) se aplica la señal de control gracias a la que controlamos la potencia. Con pequeñas variaciones de corriente a través del terminal de base, se consiguen grandes variaciones a través de los terminales de colector y emisor. Si se coloca una resistencia se puedeconvertir esta variación de corriente en variaciones de tensión según sea necesario.


Figura (1): Ejemplo de funcionamiento

Fundamentos físicos del efecto transistor:
El transistor bipolar basa su funcionamiento en el control de la corriente que circula entre el emisor y el colector del mismo, mediante la corriente de base. En esencia un transistor se puede considerar como un diodo en directa (uniónemisor-base) por el que circula una corriente elevada, y un diodo en inversa (unión base-colector), por el que, en principio, no debería circular corriente, pero que actúa como una estructura que recoge gran parte de la corriente que circula por emisor-base.

Figura (2): Efecto transistor
En la figura (2) se puede ver lo que sucede. Se dispone de dos diodos, uno polarizado en directa (diodo A) yotro en inversa (diodo B). Mientras que la corriente por A es elevada (IA), la corriente por B es muy pequeña (IB). Si se unen ambos diodos, y se consigue que la zona de unión (lo que llamaremos base del transistor) sea muy estrecha, entonces toda esa corriente que circulaba por A (IA), va a quedar absorbida por el campo existente en el diodo B. De esta forma entre el emisor y el colector circulauna gran corriente, mientras que por la base una corriente muy pequeña. El control se produce mediante este terminal de base porque, si se corta la corriente por la base ya no existe polarización de un diodo en inversa y otro en directa, y por tanto no circula corriente.

Corrientes y tensiones:

Para el análisis de las distintas corrientes que aparecen en un transistor vamos a considerar untransistor de tipo PNP, que polarizamos tal y como aparece en la figura (3).
Este tipo de polarización será el usado cuando el transistor trabaje en región activa, como se verá en los siguientes apartados. La unión emisor-base queda polarizada como una unión en directa, y la unión colector-base como una unión en inversa.
figura (3): Polarización

Polarización del Transistor:

Polarizar untransistor bipolar implica conseguir que las corrientes y tensiones continuas que aparecen en el mismo queden fijadas a unos valores previamente decididos. Es posible polarizar el transistor en zona activa, en saturación o en corte, cambiando las tensiones y componentes del circuito en el que se engloba. El transistor bipolar se emplea en numerosas aplicaciones, y en infinidad de circuitos diferentes.Cada uno de ellos lo polariza de forma determinada. En este apartado se abordará la polarización del transistor mediante una red de resistencias. Supongamos que se quiere polarizar un transistor bipolar en zona activa. Se ha de conseguir que sus tensiones y corrientes cumplan las condiciones de estar en activa: VBE= 0,7V, VCE> 0,2V.
Una primera opción sería usar un circuito como el de la figura (4).Podemos ver cómo conseguimos polarizar la unión base-emisor mediante una resistencia (R) conectada a alimentación.

Figura (4)

Este primer circuito tiene como inconveniente por un lado que el transistor nunca se podría polarizar en saturación, pues no se puede conseguir que VCE= 0,2V siendo VBE=0,7V; y por otro lado la excesiva disipación. Un circuito un poco más complejo, y con el que se...