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Dispositivos bipolares y unipolares

Eliseo Toledo López Física de semiconductores
ING. CASTELLANOS BALTAZAR ROBERTO TAMAR

Transistor bipolar
El transistor bipolar es un dispositivo semiconductor de 3 capas que consta de ya sea dos capas de material tipo n y una capa de material tipo p, o bien de dos capas de material tipo p y una de tipo n. Al primero se le denomina transistor npnmientras que al segundo transistor pnp. Dispositivo semiconductor que permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña.

Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:
• Emisor, que se diferencia de las otras dos por estarfuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga. Base, es media mente dopada. Colector, muy poco dopada

• •

Para distinguir el emisor del colector, se coloca en el emisor un flecha, talque si la flecha va Asia la base es un pnp y si la flecha parte de la base asía afuera es un npn .

Polarización del transistorPara que un transistor bipolar funcione adecuadamente, es necesario polarizarlo correctamente. Para ellos se debe cumplir que: - La juntura BASE - EMISOR este polarizado directamente, y - La juntura COLECTOR – BASE este polarizado inversamente. Ejemplo: Si el transistor es NPN, la base debe tener un voltaje positivo con respecto al emisor y el colector debe tener un voltaje también positivopero, mayor que el de la base. En el caso de un transistor PNP debe ocurrir lo contrario.

Cuando un transistor no esta polarizado se comporta como dos diodos en contraposición, y no existen corrientes notables circulantes por él. Si se polariza, aparecen tres corrientes distintas, la corriente de base, IB, corriente de emisor, IE, y por último la corriente de colector, IC. En la figura siguienteestán dibujadas estas corrientes según convenio, positivas hacia adentro:

Existen 3 zonas de funcionamiento:    Zona de corte Zona de saturación Zona activa o trabajo

Alfa y beta
Existen dos parámetros que relacionan las distintas corrientes, el coeficiente alfa para continua, a, y la ganancia de corriente beta, b. El factor Alfa. Es el cociente entre la intensidad de colector y la deemisor. Su valor nunca será superior a la unidad y da idea de hasta qué punto son iguales estas corrientes. a = IC / IE El valor de a suele ser superior a 0,95, y en muchos casos es mayor de 0,99, por ello para mayor simplicidad de cálculos se suele tomar a = 1. El factor Beta. La ganancia de corriente b se define como el cociente entre la corriente de colector y la de base. b = IC / IB Paratransistores de baja potencia b tiene valores entre 100 y 300. El beta es la ganancia que tiene el transistor El Alfa y Beta están más precisamente determinados por las siguientes relaciones (para un transistor NPN):

Configuraciones
Configuración en base común. La base constituye el terminal común a la entrada y a la salida, se encuentra unida a masa. La ganancia en corriente de este circuito es launidad, pero sin embargo la ganancia en tensión puede ser muy alta y, por lo tanto, también la ganancia en potencia. Esta configuración presenta muy poca realimentación entre la entrada y la salida, por lo que se emplea especialmente en circuitos de frecuencias altas o muy altas.

Configuración en emisor común. El emisor está unido a tierra. La ganancia en corriente es alta (la Beta deltransistor), la ganancia en tensión y en potencia (dependiente de la carga de colector) es igualmente alta. Es la configuración más utilizada.

Configuraci ón en colector común. En este caso, el terminal que está conectado a masa es el colector. La entrada se aplica a la base, como en las configuraciones anteriores y la carga entre el emisor y masa. Esta configuración tiene una ganancia en corriente...