Microcontroladores

UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA
4-8 Transistores de potencia para conmutación
-------------------------------------------------------------------------------------------------------TRANSISTORES DE POTENCIA PARA CONMUTACION
Introducción
Los transistores, son dispositivos semiconductores con características controladas para
la conducción de corriente (encendido) y para lainterrupción de la corriente (apagado).
Los transistores, cuando se los emplean como interruptores, operan en la región de corte
y saturación en los BJT e IGBT y región de corte y óhmica para los MOS.
La velocidad de conmutación de los transistores modernos es mucho más alta que la de
los tiristores por lo que resultan convenientes para su utilización en convertidores de
CC-CC y CC-CA, encombinación con diodos en paralelo para proporcionar flujo
bidireccional de corriente.
Como contrapartida, respecto a los tiristores, sus especificaciones de tensión y corriente,
son de menor magnitud, lo cual hace que sus aplicaciones se limitan a los convertidores
de baja y mediana potencia.
Los transistores de potencia se pueden clasificar, de manera general, en cinco categorías
a saber:1-Transistores bipolares de juntura (BJT)
2-Transistores de efecto de campo de metal-oxido semiconductor (MOS).
3-Transistores de inducción estática (SIT)
4-Transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT).
5-Transistores COOLMOS.
En gral, estos tipos de transistores pueden operar como un interruptor mecánico, con
limitaciones respecto a un conmutador ideal. Estas limitaciones, restringenpara algunas
aplicaciones por lo que deberemos conocer las características y especificaciones de
estos dispositivos para su adecuación al uso que se le va a dar.
A continuación describiremos las características y especificaciones más importantes de
estos dispositivos semiconductores, teniendo en cuenta su aplicación como conmutador
de corriente.
Transistores bipolares de juntura (BJT)Colector

Colector

C

n

p

IC

Base

B

C
IC

Base

IB

p

B

IB

n

n

p

IE

IE

E
Emisor
TRANSISTOR NPN

E
Emisor
TRANSISTOR PNP

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Apunte de cátedra
Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli

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UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA
4-8 Transistores de potencia paraconmutación
-------------------------------------------------------------------------------------------------------Los transistores bipolares se construyen formando tres zonas semiconductoras tipo
NPN o PNP, como muestra el dibujo. Estas regiones tienen terminales denominados
colector, base y emisor. Tienen dos uniones o junturas: La juntura colector-base y la
juntura base-emisor. Lostransistores bipolares pueden ser de tipo NPN o de tipo PNP.
Veamos la sección transversal de ambos tipos de transistores:

Emisor

Emisor

Base

n+

n+

Base

p+

p+

p

n

n

p

Colector
Transistor NPN

Colector
Transistor PNP

Tenemos dos regiones n+ para el emisor del transistor NPN y dos regiones p+ para el
emisor del transistor PNP. Para el transistor NPN la capa n dellado del emisor es
angosta y con fuerte dopado, la base es angosta con un dopado bastante menor que el
emisor, y la capa n del lado del colector es ancha y con un dopado mayor que la base.
Para el caso de los transistores PNP, las características son similares,(en términos
grales) en relación al dopado y dimensiones. Cabe aclarar, que desde el punto de vista
eléctrico los transistores no sonsimétricos, significando ello que no pueden
intercambiarse los terminales. Por ejemplo si intercambiamos los terminales emisor por
colector, el funcionamiento resulta deficiente, sin ganancia de corriente.
Con esta construcción, (doble zonas de emisor) las corrientes de base y colector fluyen
por dos trayectorias paralelas resultando en una baja resistencia colector-emisor en
saturación...