Transistores

TEMA 5 EL TRANSISTOR BIPOLAR
(Guía de Clases)

Asignatura: Dispositivos Electrónicos I Dpto. Tecnología Electrónica

CONTENIDO
Introducción Descripción Simbología. Convenio de tensiones y corrientes Estructura física Funcionamiento del transistor Fundamentos físicos del efecto transistor Corriente y tensiones Relaciones más importantes. Parámetros α y β Funcionamiento cualitativo deltransistor Regiones de funcionamiento Activa Corte Saturación Otros aspectos del funcionamiento del BJT Efecto Early Fenómenos de avalancha y perforación Consideraciones sobre potencia Curvas características Curvas características en emisor común Identificación de las regiones de funcionamiento en las curvas características Polarización del transistor Ejemplo de resolución de ejercicios de polarizaciónBIBLIOGRAFÍA

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DESCRIPCIÓN
Simbología. Convenio de tensiones y corrientes
El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales -emisor, colector y base-, que, atendiendo a su fabricación, puede ser de dos tipos: NPN y PNP. En la figura 1 se encuentran los símbolos de circuito y nomenclatura de sus terminales. La forma de distinguir untransistor de tipo NPN de un PNP es observando la flecha del terminal de emisor. En un NPN esta flecha apunta hacia fuera del transistor; en un PNP la flecha apunta hacia dentro. Además, en funcionamiento normal, dicha flecha indica el sentido de la corriente que circula por el emisor del transistor.
colector base emisor Transistor tipo NPN B E Transistor tipo PNP

C

Figura 1. Símbolos

Engeneral se definen una serie de tensiones y corrientes en el transistor, como las que aparecen en las figuras 2 y 3. Esta definición es la que se usará a lo largo del presente cuadernillo y sigue una representación física de las mismas (pues en funcionamiento normal todas las corrientes y tensiones definidas son positivas). Existen otras formas de indicar dichas tensiones y corrientes, aunque no setratarán aquí.

IB

IC

IB

IC

VCB
B

C

V BC VCE
B

C

VEC
E

IE

IE

VBE

E

V EB

Figura 2. Corrientes

Figura 3. Tensiones

ANOTACIONES

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Estructura física
El transistor bipolar es un dispositivo formado por tres regiones semiconductoras, entre las cuales se forman unas uniones (uniones PN). En lafigura 4 observamos el aspecto útil para análisis de un transistor bipolar. Siempre se ha de cumplir que el dopaje de las regiones sea alterno, es decir, si el emisor es tipo P, entonces la base será tipo N y el colector tipo P. Esta estructura da lugar a un transistor bipolar tipo PNP. Si el emisor es tipo N, entonces la base será P y el colector N, dando lugar a un transistor bipolar tipo NPN.
Base(tipo P) Emisor (tipo N) Colector (tipo N)

Substrato de Silicio

Figura 4. Estructura de un TRT bipolar

El transistor se fabrica sobre un substrato de silicio, en el Colector cual se difunden impurezas1, de forma que se obtengan las tres regiones antes mencionadas. En la figura 5 vemos el aspecto típico de un transistor bipolar real, de los que se encuentran en cualquier circuitointegrado. Sobre una base n (substrato que actúa como colector), se difunden regiones p y n+, en las que se ponen los contactos de emisor y base.

Emisor

Base

n+ p n

Figura 5. Estructura real de un TRT Es de señalar que las dimensiones reales del dispositivo son muy importantes para el correcto funcionamiento del mismo. Obsérvese la figura 6, en ella se pretende dar una idea de las relaciones detamaño que deben existir entre las tres regiones para que el dispositivo cumpla su misión.

• El emisor ha de ser una región muy dopada (de ahí la indicación p+). Cuanto más dopaje tenga el emisor, mayor cantidad de portadores podrá aportar a la corriente. • La base ha de ser muy estrecha y poco dopada, para que tenga lugar poca recombinación en la misma, y prácticamente toda la corriente que...