física de semiconductores

ITC DEGEST SES SEP





Unidad 4
4.1.3 CURVAS CARACTERÍSTICAS Y REGIÓN DE OPERACIÓN
4.1.3 CONFIGURACIONES BÁSICAS (BC, EC, CC)
4.1.5 APLICACIONES BÁSICAS






11:00-12:00
E12
Tercer semestre
Ingeniería en Electrónica













Transistores bipolares de unión

Introducción

Durante elperiodo de 1904 a 1947, el tubo vacio o bulbo fue, sin duda el dispositivo de interés y desarrollo. El diodo del tubo al vacio fue prestado por J.A.Fleming en 1904. Poco tiempo después, en 1906, Lee De Forest le añadió un tercer elemento al diodo al vacio, denominado rejilla de control, con lo que se origino el primer amplificador; el TRIODO.

Operación del transistor

En un un cristal tipo npn elemisor está altamente impurificado y su función consiste en emitir o inyectar electrones en la base.  La base está ligeramente impurificada y es muy delgada; por ella pasa la mayor parte de los electrones inyectados por el emisor y que se dirigen hacia el colector. El nivel de impurificación de éste es intermedio y se le da ese nombre porque recibe o capta los electrones provenientes de la base;el colector es la mayor de las tres regiones y disipa más calor que el emisor o la base. El transistor npn tiene dos uniones, una entre el emisor y la base y otra entre la base y el colector.  Por esto, un transistor es similar a dos diodos: el de la izquierda diodo emisor-base, o simplemente diodo-emisor, y el de la derecha es el diodo colector-base, o diodo-colector.

 



Transistornpn es el complemento del transistor npn.  Los portadores mayoritarios en el emisor son huecos en vez de electrones libres.  Esto significa que intervienen corrientes y voltajes opuestos en la acción de un transistor pnp.  Para evitar confusión, se concentrará la atención en el transistor npn durante el estudio preliminar.







Circuito de polarización base común
Al polarizar directamente aldiodo emisor y en forma inversa al diodo colector, configuración de base común ya que la base y las dos fuentes de voltaje se conectan a un punto tal como se muestra en la figura 3a, se espera una corriente grande de emisor, porque el diodo emisor está polarizado directamente.  Pero no se espera una corriente grande del colector porque el diodo colector está polarizado inversamente.  Sin embargo,la corriente del colector es tan grande como la corriente del emisor.










La polarización directa del diodo emisor de la figura permite que algunos de los electrones libres se muevan del emisor a la base. En otras palabras, las órbitas de algunos electrones del emisor son ahora suficientemente grandes para acoplarse a algunas de las órbitas que se encuentran disponibles en labase.  Debido a esto, los electrones se pueden difundir de la banda de conducción del emisor a la banda de conducción de la base.








 Circuito de polarización emisor común
La operación de los transistores no se altera ni cambia cuando se pasa de la Configuración base común a la configuración emisor común los electrones libres se mueven exactamente igual que antes.  Esto es, el emisorestá totalmente lleno de electrones libres. Cuando VBE es mayor que 0.7 V, el emisor inyecta estos electrones a la base. Como antes, lo delgado de la base y su ligera contaminación proporciona a casi todos los electrones el tiempo suficiente para difundirse hacia la capa de agotamiento del colector.  Con el diodo colector polarizado inversamente, el campo de la capa de agotamiento empuja a loselectrones hasta la región de colector, desde donde salen hacia la fuente de voltaje externo.

 



















En la configuración base común se ha relacionado la corriente de colector con la de emisor utilizando acc.  También puede relacionarse la corriente de colector con la de base, definiendo la bcc beta de CC de un transistor de la siguiente manera:

En...