transistores

Tema 2: EL TRANSISTOR BIPOLAR
2.1 Introducción
2.2 El transistor en régimen estático
• Expresiones simplificadas en las regiones de
funcionamiento
• Curvas características del transistor (configuración
en EC).
2.3 Polarización del transistor
• Punto de trabajo (Q)
• Circuitos de polarización. Recta de carga estática
2.4 El transistor en conmutación
2.5 El transistor como amplificadorBIBLIOGRAFÍA
TEORÍA:
• Boylestad. Electrónica. Teoría de circuitos, Cap. 4 y 5
• Savant et al. Diseño electrónico, Cap. 2
• Malik. Circuitos electrónicos…, Cap. 4
PROBLEMAS:
• Benlloch et al. Prob.resueltos de electrónica, Cap. 2
• Waterworth. Electrónica. Cuad. de trabajo, Cap. 2

2.1 INTRODUCCIÓN (1)
Objetivos
Dispositivo o válvula de control que permite:

Regular un flujo decorriente mediante
una cantidad de energía pequeña (varía la
conductividad entre dos terminales actuando
sobre un tercer terminal de control)
Etimología
Transfer
resistor
BJT: Bipolar Junction Transistor
(transistor bipolar de unión)

2.1 INTRODUCCIÓN (2)
Descubrimiento
1948: Brattain, Bardeen, Schockley (Bell Telephone Lab.)
(El siglo del Transistor)

2.1 INTRODUCCIÓN (3)
Ventajassobre las válvulas de vacío
• Menor consumo y disipación
• Tamaño menor (capacidad de integración)
• Mayor duración
• No requiere un calentamiento previo

2.1 INTRODUCCIÓN: ESTRUCTURA DEL BJT
E

P

N

P

B
TRANSISTOR P-N-P

C

E

N

P

N

C

B
TRANSISTOR N-P-N

Terminales del transistor
(C) Colector: dopado intermedio y gran longitud
(B) Base: poco dopado yestrecha
(E) Emisor: muy dopado y longitud intermedia
Forma normal de trabajo
Unión b-e: polarización directa ( baja resistencia)
Unión b-c: polarización inversa ( alta resistencia)
El transistor no es la unión de dos diodos en oposición.

2.1 INTRODUCCIÓN: SÍMBOLOS
TRANSISTOR P-N-P

E

P

N

P

TRANSISTOR N-P-N

C

E

N

B

P

N

B
IB + IC = IE

C

C
B

BIB

IC

IC

E

IE

IB

E

IE

C

2.2 EL TRANSISTOR EN RÉGIMEN ESTÁTICO
1) Zona ACTIVA (activa directa)
Unión E-B: directamente polarizada
Unión C-B: inversamente polarizada
IE

IC
P

N

P

IB

+

+

P

N

-

+
IB

-

V BE > 0
V BC < 0

V EB > 0
V CB < 0

IE = IC + IB

IC
N

-

+
-

IE

IC ≈ β ∗ IB

IC ≈ α ∗ IE

α = IC / IE(≈∆IC / ∆IE) : ganancia de corriente en base común (α ≈ 1)
β = IC /IB (≈∆IC / ∆IB) : ganancia de corriente en emisor común
β es muy variable, (valores típicos entre 10 y 600)

2.2 EL TRANSISTOR EN RÉGIMEN ESTÁTICO (2)
Resumiendo, tenemos:
• Unión B-E : se comporta como un diodo normal
• IC = β ∗ IB : fuente de corriente que depende de IB
Modelo del transistor en la zona ACTIVA:
B

IB

C

BIB

C
IC = β I B

IC = β * IB
IE = IB + IC

E
PNP

IE = IB + IC

E
NPN

2.2 EL TRANSISTOR EN RÉGIMEN ESTÁTICO (3)
2) Zona de CORTE
Unión E-B: inversamente polarizada
Unión C-B: inversamente polarizada

• La corriente por el transistor (colector-emisor) es muy pequeña
(similar a la corriente de un diodo polarizado en inversa)

Modelo aproximado de transistor CORTADO:
CB

IB = 0
E

IC = 0

2.2 EL TRANSISTOR EN RÉGIMEN ESTÁTICO (4)
3) Zona de SATURACIÓN
Unión E-B: directamente polarizada
Unión C-B: directamente polarizada

• IB tiende a provocar una IC mayor que la que permite el circuito
externo de polarización.

IC no puede aumentar más, se SATURA.

IC < β IB para

IB ≥ IBmínSAT

2.2 EL TRANSISTOR EN RÉGIMEN ESTÁTICO (5)
Resumiendo,tenemos:
independiente de IB para IB ≥ IBmínSAT
• IC
• VCE independiente de IB para IB ≥ IBmínSAT
VCEsat (Si) ≈ 0.2V independiente de IB, IC
(a veces se aproxima a 0v)

Modelo del transistor en la zona de SATURACIÓN:
C
B

B

C

0.7V

O.2V

B

C

0.7V

O.2V

E
Modelo
ideal

E
PNP

E
NPN

2.2 EL TRANSISTOR EN RÉGIMEN ESTÁTICO (6)
4) Zona ACTIVA INVERSA...