Transistores

CAPÍTULO DOS

EL TRANSISTOR BIPOLAR


Este capítulo trata sobre el funcionamiento del transistor bipolar (BJT), el estudio de sus características y las aplicaciones en amplificadores de señal
Se realizan análisis y diseños de diversos amplificadores.
Al finalizar el estudio de este capitulo, el estudiante debe estar en capacidad de comprender y responder lo relacionado con:
¿Qué es un transistorbipolar (BJT)?
¿Qué es un transistor NPN?
¿Qué es un transistor PNP?
¿Qué es un amplificador?
¿Cuáles son las tres configuraciones básicas en un BJT?
¿Qué es un circuito de polarización?
¿Cómo se logra el funcionamiento en máximo desplazamiento simétrico (MDS)?
¿Cuáles son las características eléctricas más importantes de un transistor bipolar?
¿Qué es el factor de amplificación de corriente “ ”?
2.1 EL TRANSISTOR BIPOLAR
El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales, dos uniones y de doble polaridad. Por ello se le conoce como BJT de la terminología en inglés Bipolar Junction Transistor.

En la figura 2.1 se muestran los símbolos y la estructura física para el transistor NPN y para el PNP. Como se observa el transistor NPN está construido con tres bloques de materialsemiconductor, dos tipo N y uno tipo P. Y el transistor PNP está construido con dos bloques tipo P y uno tipo N.


Fig. 2.2 (a) Transistor NPN
(b) Transistor PNP

Los terminales del transistor son Colector (C), Base (B) y Emisor (E). Las dos uniones semiconductoras son la Base-Emisor y la Base-Colector.
A este transistor se le considera bipolar, porque la corriente a través del dispositivo constaráde dos componentes: electrones inyectados del emisor hacia la base, y huecos inyectados de la base hacia el emisor. La corriente que fluye a través de la unión base-emisor constituirá la corriente de emisor IE. Todo esto se observa en la figura 2.2.


Fig. 2.2 Flujo de corriente en un transistor ”NPN”

Los transistores bipolares se construyen de silicio y de germanio. Como se mencionó en elcapitulo uno, sobre los diodos, los transistores de silicio tienen mucho menos corriente de fuga que los de germanio.
La ecuación de corrientes en el transistor es:
IE = IC + IB (2.1)
Donde la corriente de colector es mucho mayor que la corriente de base. Es decir que mediante una corriente muy pequeña “IB”, se puede controlar una corriente mucho más grande “IC”. De aquí la gran utilidad de estedispositivo semiconductor en diversas aplicaciones de amplificación y control.
2.1.1 NOMENCLATURA UTILIZADA
En los diferentes análisis se utilizarán señales DC y señales AC tanto de voltaje como de corriente. La siguiente es una lista de la nomenclatura utilizada en el desarrollo del tema
VCC : Se refiere al valor del voltaje DC de la fuente de alimentación aplicada al colector del transistor.
VEE: Se refiere al valor del voltaje DC de la fuente de alimentación aplicada al emisor del transistor.
VCEQ : Se refiere al valor del voltaje DC que existe entre colector y emisor del transistor. Valor del voltaje en el punto Q.
ICQ : Se refiere al valor de la corriente DC que fluye por el colector del transistor. Valor de la corriente en el punto Q.
vce : Se refiere al valor del voltaje SC queexiste entre colector y emisor del transistor.
ic : Se refiere al valor de la corriente AC que fluye por el colector del transistor.
VCE : Se refiere al voltaje total (AC + DC) que existe entre colector y emisor del transistor.
Ic : Se refiere a la corriente total (AC + DC) que fluye por el colector del transistor.
IBQ : Se refiere a la corriente de polarización DC, que fluye por la base deltransistor. Es el valor de la corriente de base en el punto Q.
ib : Se refiere a la corriente SC que fluye por la base del transistor.
VBEQ : Se refiere al voltaje DC que existe entre base y emisor. Es el voltaje entre base y emisor en el punto Q.
vbe : Se refiere al voltaje SC que existe entre base y emisor.

2.1.2 ESPECIFICACIONES DEL FABRICANTE
Para utilizar el transistor de una manera segura,...