transistores bipolares

Electrónica Analógica. 1º DPE. . Transistores bipolares (BJT)
Índice:
1.- Estructura.
2.- Zonas de funcionamiento y ecuaciones básicas.
3.- Recta de carga del transistor y punto de funcionamiento.
4.- Configuraciones básicas en amplificación de señales.
1.- Estructura.
Al igual que ocurre con los diodos, hay muchos tipos de transistores, empezamos
por los transistores bipolares porquefueron los primeros en desarrollarse, allá por 1947,
en los laboratorios Bell (EE.UU.).
Los transistores bipolares tienen una estructura de tres capas de semiconductores
extrínsecos. Las siglas BJT se corresponden con su nomenclatura inglesa (bipolar
junction transistor).
Las dos posibilidades de unir tres capas, con semiconductores tipo N y tipo P son:
PNP y NPN. La figura muestra las unionesy los símbolos:
Transistor PNP

Transistor NPN

Colector (C)

Colector (C)

C

P
Base (B)

N

Base (B)

B

C

N

P

P

B

P
N
E

E

Emisor (E)

Emisor (E)

Figura 1
Aunque la figura no está dibujada a escala, se observa que el semiconductor que
está conectado a la base, tiene menor área y volumen que los otros dos. El área y
volumen de los otros dossemiconductores se ha dibujado igual, pero de hecho el
semiconductor del emisor es ligeramente mayor que el del colector.
Debido a su estructura, en cualquier transistor bipolar se forman internamente dos
diodos enfrentados, que tienen en común el cátodo si el transistor es PNP, o el ánodo si
es NPN. Vamos a explicar su funcionamiento, en base a polarizar uno de los diodos en
directo y el otro eninverso, tal como se muestra en la figura.

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Electrónica Analógica. 1º DPE. . Transistores bipolares (BJT)
C

C

IC

IC
VCB
IB
B
VBE

VCB

N

IB

P

B

N

VBE

N
P
N

IE

IE
E

E

Transistor PNP
Transistor NPN
Figura 2. Polarización de un transistor NPN y de un transistor PNP.
Se va a explicar sobre el transistor NPN, siendo los resultados que seobtengan
extrapolables al transistor PNP, teniendo en cuenta el cambio en las polaridades y en las
intensidades que se observa en la figura.
La batería inferior (VBE) se observa que polariza correctamente la unión baseemisor del transistor, por lo tanto en ausencia de la otra batería, se comportaría como un
diodo que tuviera el ánodo en la base del transistor y el cátodo en el emisor.
La bateríasuperior (VCB) se observa que polariza inversamente la unión colectorbase del transistor, por lo que la corriente no pasa del colector a la base.
Recordemos que en la zona N, los portadores de carga son los electrones libres, y
que el sentido de movimiento de los electrones es el contrario que el de la intensidad. La
intensidad de emisor (IE), vemos en la figura que inyecta electrones en eltransistor, y
como la unión base-emisor está polarizada en directo, los electrones pueden circular por
la zona P, donde unos pocos son atraídos hacia el polo positivo de la pila VBE,
constituyendo la intensidad de base (IB), y la mayoría son atraídos, a través de la zona N
del colector, al positivo de la pila VCB, formando la intensidad de colector (IC), ya que
esta zona tiene electrones comoportadores de carga, y no presenta mucha dificultad al
paso de corriente en este sentido. En el hecho de que desde el emisor, los electrones
pasen hacia la base o hacia el colector, intervienen dos factores, primero los valores de
la diferencia de potencial de las baterías, y segundo los tamaños de las zonas
implicadas. Como la zona de la base es mucho menor que la del emisor (se construye
asíadrede), los huecos de la zona P no pueden absorber todos los electrones que le
llegan del emisor.
Resumiendo: si la unión base-emisor se polariza en directo, se permite la
conducción de intensidad desde la base al emisor, y además, se abre un camino para que
el transistor conduzca la intensidad del colector al emisor, siempre que haya una batería
que impulse la intensidad en este sentido....