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Capítulo 7
El transistor bipolar

El transistor bipolar de uniones, conocido también por BJT (siglas de su denominación inglesa Bipolar Junction Transistor), es un dispositivo de tres terminales denominados emisor, base y colector. La
propiedad más destacada de este dispositivo es que aproxima una fuente dependiente de corriente: dentro de ciertos márgenes, la corriente en el terminal decolector es controlada por la corriente en el terminal de base. La mayoría de funciones electrónicas se realizan con circuitos que emplean transistores, sean bipolares o de efecto de campo, los cuales se estudiarán en el próximo capítulo. Ambos transistores son, por tanto, los dispositivos básicos de la electrónica moderna. En este capítulo se presentará el comportamiento del transistor bipolar encontinua y en régimen dinámico, así como su utilización como interruptor y como amplificador de señales de pequeña amplitud.

7.1 El transistor bipolar. Conceptos básicos
La estructura física de un transistor bipolar consta de dos uniones PN dispuestas una a continuación de
la otra. Entre los terminales de emisor y base hay una unión PN, denominada unión emisora, y entre
los de base y colectorotra unión PN, llamada unión colectora.
Hay dos tipos de transistores bipolares: el NPN y el PNP. Estos nombres proceden de la descripción de su estructura física. En el transistor NPN el emisor es un semiconductor tipo N, la base es
tipo P y el colector es tipo N. La estructura física del transistor PNP es dual a la anterior cambiando
las regiones P por regiones N, y las N por P. En la figura7.1 se representan estos tipos de transistores
C

C
C

C

N
B

P
B

P
N

B
E

E

B

N
P

E
E

a)

b)

Fig. 7.1 Tipos y símbolos de transistores bipolares. a) Transistor NPN. b) Transistor PNP

© los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998.

205

π

CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

y sus símbolos respectivos. Obsérvese que en los símbolos de lostransistores el terminal de emisor se
distingue del de colector por incluir una flecha. Esta flecha va siempre en el sentido de P a N. Por esto
es saliente en el NPN y entrante en el PNP. Aunque en esta figura, por simplicidad, se representa una
estructura simétrica, la estructura real no lo es: los terminales de emisor y de colector no son intercambiables.
En una primera aproximación el transistorbipolar puede modelarse por el circuito representado en la figura 7.2. La corriente de colector viene fijada por una fuente dependiente de corriente, cuyo
valor es controlado por la corriente de base. Este modelo sólo se aproxima al transistor real cuando el
sentido de la corriente de base es el indicado en la figura y la tensión entre los terminales de colector
y de emisor es positiva para elNPN y negativa para el PNP. Nótese que la corriente de emisor es
saliente para el NPN y entrante para el PNP, tal como sugieren sus símbolos. En ambos transistores,
las corrientes de base y colector se suman para formar la corriente de emisor (las dos son entrantes para
el NPN y salientes para el PNP). Este modelo sumamente simplificado podría denominarse, por simetría con el diodo, "transistoridealizado".
i

i

iC

B

B

C
β

F

i

iC

B

B

C
β

B

iE

206

F

iB

iE

E

E

Transistor PNP

Transistor NPN

Fig. 7.2 Comportamiento idealizado del transistor bipolar

Ejemplo 7.1
Calcular las corrientes de emisor, base y colector en el circuito de la figura 7.3, suponiendo
que el transistor se comporta según el modelo
idealizado de lafigura 7.2. Tomar VBB = VCC =
10 V; RB = 100 kΩ; RC = 500 Ω; βF = 100.

RB

RC

VBB

Fig. 7.3 Circuito del ejemplo 7.1

El circuito contiene un transistor NPN. La corriente de base es entrante y su valor es:
iB =

VBB
= 0, 1 mA
RB

La corriente de colector también es entrante y su valor es:
iC = β F iB = 10 mA

© los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998.

VCC

π

EL...