Transistor Bjt

TEMA 3. EL TRANSISTOR BJT.

3.1. El transistor de unión bipolar: BJT.
Un transistor de unión bipolar es un dispositivo de tres terminales, formado por dos
trozos de semiconductor extrínseco del mismo tipo, separados por una estrecha capa de
semiconductor extrínseco de tipo contrario. Los terminales son contactos ohmicos
ubicados uno en cada uno de estos tres trozos de materialsemiconductor. Las siglas de
la denominación en inglés de este dispositivo “bipolar junction transistor” dan pie a que
habitualmente se denomine BJT ya que la denominación transistor BJT es una
redundancia.
Dado que hay dos tipos de semiconductor extrínseco: semiconductor extrínseco tipo P y
semiconductor extrínseco tipo N, habrá dos tipos de BJT: el que en los extremos el
semiconductor extrínseco es detipo P y en el centro hay una fina capa de
semiconductor extrínseco tipo N, y el tipo opuesto, en los extremos semiconductor
extrínseco tipo N y en medio una fina capa de semiconductor extrínseco tipo P. El
primer tipo se denomina transistor PNP y al segundo transistor NPN.
En la figura 3.1 se puede observar lo que sería cada uno de estos dos tipos de BJT, así
como el símbolo con el cual serepresenta a cada uno de ellos. Cada uno de los
terminales del transistor se denomina por la sigla del nombre asignado a cada terminal:
el terminal emisor por ‘E’, el terminal de base por ‘B’ y el terminal de colector por ‘C’.
La razón de estos nombres se comprenderá posteriormente.

Es conveniente aclarar que la estructura geométrica que se ha dado a ambos transistores
no es la más habitualen la fabricación de transistores BJT, pero es la que se utilizará
para explicar los fundamentos de su funcionamiento. Esta estructura geométrica
presenta muchas facilidades para hacer más comprensible la explicación de su
funcionamiento.
Para explicar el funcionamiento del BJT se usará el PNP de la figura 3.1. Se supone
para ello que se ha fabricado de forma que el dopado de ambas zonas P esigual y que es
mayor que el dopado de la zona N. Si los terminales del dispositivo no están conectados
a ningún circuito externo, en ambas uniones se habrá formado una barrera de potencial:
UE en la unión emisor-base y UC en la unión colector-base, que según se vió al principio
del tema anterior serían:

NE, NC y NB son la concentración de impurezas en la zonas: emisor, colector y baserespectivamente. Puesto que se supone NE = NC, la barrera de potencial en ambas
uniones, en ausencia de polarización externa, será la misma.

En la figura 3.2 se puede observar las barreras de potencial que se han formado en las
uniones.
Si se conectan al transistor PNP dos fuentes de alimentación de corriente continua: Vee
y Vcc, con resistencias en serie Re y Rc, tal que la unión emisor-basese polariza
directamente y la unión colector-base se polariza inversamente, tal como muestra el
circuito de la figura 3.3, se puede observar que circulan las corrientes Ie, Ib e Ic, donde
Ie e Ic son prácticamente iguales.

Que las corrientes de emisor y colector, Ie e Ic, sean muy parecidas es aparentemente
extraño y elimina la posibilidad de tratar de analizar el comportamiento deltransistor
PNP como dos diodos en oposición con sus cátodos unidos en el terminal de base, tal
que mediante un circuito de polarización externo, se polariza directamente uno de los
diodos, Deb, y el otro inversamente, Dcb, tal como muestra la figura 3.4.

Para comprobarlo se puede montar en el laboratorio ambos circuitos, el circuito de la
figura 3.3 y el circuito de la figura 3.4, usandocomponentes que se utilizarán en las
prácticas de laboratorio: transistor PNP BC548, diodos 1N4148, fuentes de CC de 10 V
y resistencias de 1k. Se miden las corrientes Ie, Ic e Ib en ambos circuitos y se
comprueba que la corriente Ie es prácticamente igual en ambos circuitos, pero las
corrientes Ib e Ic son muy diferentes en un circuito y en otro.

Por tanto las concentraciones de portadores...