Acoples

INTRODUCCION
Los transistores son componentes fundamentales en la electrónica de nuestros días siendo de utilidad para ciertas aplicaciones que pueden ser desarrolladas al estudiar sus características. Existen varios tipos de transistores, entre ellos se destacan los bipolares y los de efecto de campo con diferentes variantes entre si, pero que gracias a las nuevas técnicas de fabricación hanpermitido que su costo disminuya. Los transistores son componentes activos, es decir, permiten transformar una señal de entrada de baja potencia en una señal de salida de potencia mayor, siendo la amplificación la función básica de los transistores, mas no es la única.

MARCO TEORICO
Un transistor BJT esta formado por la unión de tres capas de semiconductor entre las tipo P y las tipo N,teniendo de esta manera dos tipos de transistor: NPN y PNP. Los terminales emisor, base y colector corresponden:

El emisor se encuentra mucho más dopado que el colector, y ambos son más dopados q la base. Para su funcionamiento en el caso NPN el diodo ubicado entre la base y el emisor (unión base-emisor) debe estar polarizado en directo, en cambio que la unión base-colector debe tenerpolarización inversa.

En la unión base-emisor los electrones del emisor penetran en la base, sin embargo dado que hay pocos huecos, la mayoría queda flotando entre el emisor y la base. Mientras mayor sea la corriente de base mayor será la cantidad de electrones flotantes entre ambas regiones.

Por otro lado la unión base-colector con polarización inversa empuja a los electrones y a los huecosmayoritarios hacia los extremos, y ya que existen pocos portadores minoritarios no hay ninguna corriente. Al combinar los dos a la vez, resulta que los electrones flotantes del emisor actúan como portadores minoritarios de la base, por lo cual son atraídos hacia el colector y producen una corriente muy alta en comparación a la corriente de base.

De esta manera tenemos que con una corriente debase pequeña se jalan más electrones libres del emisor, con lo cual al final se tiene una gran corriente que atraviesa al transistor en sentido emisor-colector si se utiliza el flujo real de la corriente, o en el colector-emisor si se utiliza el sentido convencional.

Lo mencionado para el transistor NPN aplica igual para el PNP solo que cambian las polaridades de las fuentes, los electronespor huecos y viceversa.

DESARROLLO

1. Polarización clásica.

Para los siguientes valores

VCC = 12V; hfe = 100; IC = 1mA

El cálculo de la resistencia de emisor es:

VRE = VCC / 3 = 12V / 3 = 4V; RE = VRE / IC = 4V / 1mA = 4K
(Valor comercial 3.9K)

Por estabilidad térmica:

RB = 10*RE = 40K

Reacomodando los términos de talmanera que obtengamos el equivalente thevenin:

El voltaje VBB:

VBB = (IC*RE) / hfe + (IE*RE) + VBE = (1mA*40K) / 100 + (1mA*40K) + 0.7V

VBB = 5.1V

Y partiendo del hecho que:

VTH = VCC*RB2 / (RB1+ RB2)

Las resistencias RB1 Y RB2 se calculan a través de las siguientes expresiones:

RB1 = (VCC*RB) / VBB = (12V*40K) / 5.1V = 94.11K(Valor comercial 100K)

RB2 = (RB1* RB) / (RB1- RB) = (100K*40K) / (100K – 40K) = 67.21K
(Valor comercial 68K)

El equivalente para el análisis en AC:

Para el cálculo de la ganancia Av:

Av = - (hfe*Rc) /hie; donde hie = VT / IB = (VT* hfe) / IC

siendo VT = KT/q = 26Mv/ºc

Entonces,

Av = - (IC*RC) / 26mV

Av = -(1mA*4K) / 26mV = -153.846

2. Polarización por fuente de corriente.

De nuevo para los mismos valores

VCC = 12V; hfe = 100; IC = 1mA

Pero ahora polarizado con una fuente de corriente (1mA) y carga pasiva (3.9K)

Calculamos primero Rref a través de la expresión

ICq = IRef = (VCC - VBE) / R

De donde R = (VCC - VBE) / IRef = (12V – 0.7V) / 1mA = 11.03K...