Presentación
TRANSISTOR BJT
UNION PNP O NPN
Índice
1. El Transistor Definición, Funciones y Simbología
2. ESTRUCTURA FÍSICA DEL TRANSISTOR BJT
3. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR
4. VIDEOS EXPLICATIVOS
EL TRANSISTOR BJT
BJT: (Bipolar Junction Transistor) Transistor de Unión BipolarDefinición, Funciones y Simbología
EL TRANSISTOR
Es un dispositivo semiconductor activo utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Las principales funciones del transistor son como:
- Amplificador
- Oscilador
- Conmutador
- Rectificador
SiMBOLOGIA
El transistor consta de tres regiones dopadas de formas alternada (PNP o NPN) las cuales son llamadas:
Los simbolos de los transistores NPN y PNP son los mostrados en la imagen. La forma de
distinguir un transistor 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.
SiMBOLOGIA
Nota: En funcionamiento normal, la flecha indica
el sentido de la corriente que circula por el emisor del transistor.
Estructura física dEL TRANSISTOR BJT
Estructura física transistor
El transistor bipolar es un dispositivo formado por
tres regiones semiconductoras (Emisor, Base y Colector), entre las cuales se forman unas uniones (uniones PN). El dopaje de estas regiones siempre es alterno, o sea, 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.
Estructura física transistor
Las dimensiones reales del dispositivo son
muy importantes para el correcto funcionamiento del transistor.
- El Emisor, ha de ser una región muy dopada, 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 proviene de emisor pase a colector, como veremos más adelante.
- El Colector, ha de ser una zona menos dopada que el emisor. Las características de esta región tienen que ver con la recombinación de los portadores que provienen del emisor
FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR
Fundamentos físicos del efecto transistor
El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales gracias al cual es posible controlar
un gran potencia a partir de una pequeña. Entre los terminales de colector (C) y emisor (E) se aplica la potencia a
regular, y en el terminal de base (B) se aplica la señal de control gracias a la que controlamos la potencia. Con pequeñas
variaciones de corriente a través del terminal de base, se consiguen grandes variaciones a través de los terminales de colector y emisor. Si se coloca una resistencia se puede convertir esta variación de corriente en variaciones de tensión según sea necesario.
Fundamentos físicos del efecto transistor
El transistor bipolar basa su funcionamiento en el control de la corriente que circula entre el
emisor y el colector del mismo, mediante la corriente de base. En esencia un transistor se puede considerar como un diodo en directa (unión emisor-base) por el que circula una corriente elevada, y un diodo en inversa (unión base-colector), por el que, en principio, no debería circular corriente, pero que actúa como una estructura que recoge gran parte de la corriente que circula por emisor base.
Fundamentos físicos del efecto transistor
Mientras que la corriente por el diodo A (unión Colector-Base) es elevada (IA), la corriente por B (unión Base-Emisor) es muy pequeña (IB). Si se
unen ambos diodos, y se consigue que la zona de unión (lo que llamaremos base del transistor) sea muy estrecha, entonces toda esa corriente que circulaba por A (IA), va a quedar absorbida por el campo existente en el diodo B. De
esta forma entre el emisor y el colector circula una gran corriente, mientras que por la base una corriente muy pequeña. El control se produce mediante este terminal de base porque, si se corta la
corriente por la base ya no existe polarización de un diodo en inversa y otro en directa, y por tanto no circula corriente.
Corrientes y tensiones
Supongamos un transistor tipo PNP polarizado como se muestra en la imagen. Siguiendo lo visto anteriormente este transistor podriamos verlo como dos diodos uno conectado en directa (Emisor-Base) y uno en Inversa (Colector-Base), Ver representación de diodos marcados en rojo.
Corrientes y tensiones
En esta figura se muestran las principales corrientes (de
electrones y huecos) que aparecen en el transistor tras aplicar la polarización indicada anteriormente.
- Entre el emisor y la base aparece una corriente (IEp + IEn) debido a que la unión está en directa.
- El efecto transistor provoca que la mayor parte de la corriente anterior NO circule por la base, sino que siga hacia el emisor (ICp).
- Entre el colector y la base circula una corriente mínima por estar polarizada en inversa (ICn más una parte ínfima de ICp).
- Por la base realmente circula una pequeña corriente del emisor, más otra de colector, más la corriente de recombinación de base (IEn+ICn+IBr).
Corrientes y tensiones
A partir de lo anterior podemos ver que el transistor es un nodo
con tres entradas o salidas, por tanto la suma de las corrientes que entran o salen al mismo ha de ser cero (LCK), por lo que obtenemos la siguiente ecuaciones básicas:
Un detalle a tomar en cuenta es que la corriente de colector es mucho mayor que la de base (Ic >> Ib), a menudo Ib es menor al 1% de Ic. Por lo que para varios fines practicos se considera la corriente del Emisor igual a la corriente del colector (Ic = Ie).
Relaciones más importantes. Parámetros α y β
En un transistor bipolar uno de los aspectos más interesantes para su análisis y uso es el conocer las relaciones existentes entre sus tres corrientes (IE, IB e IC). Otras relaciones se pueden obtener definiendo una serie de parámetros dependientes de la estructura del propio transistor. Definimos los parámetros α y β como la relación existente entre la corriente de
colector y la de emisor, o la de emisor y la de base, es decir:
Relaciones más importantes. Parámetros α y β
- α: Es llamado ganancia de corriente base común y en general el parámetro α será muy próximo a la unidad, dado que Ic es aproximadamente igual a Ie.
- β: Es llamado ganancia de corriente en corriente directa o factor de amplificacion, y este tendrá un valor elevado (normalmente > 100).
Videos explicativos
VÍDEO
Video Curvas del Transistor BJT
VÍDEO
Video Funcionamiento Transistor BJT
VÍDEO
Video Funcionamiento Transistor BJT
¡GRACIAS!
Transistor BJT
luispenamartinez
Created on November 9, 2020
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TRANSISTOR BJT
UNION PNP O NPN
Índice
1. El Transistor Definición, Funciones y Simbología
2. ESTRUCTURA FÍSICA DEL TRANSISTOR BJT
3. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR
4. VIDEOS EXPLICATIVOS
EL TRANSISTOR BJT
BJT: (Bipolar Junction Transistor) Transistor de Unión BipolarDefinición, Funciones y Simbología
EL TRANSISTOR
Es un dispositivo semiconductor activo utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Las principales funciones del transistor son como:
SiMBOLOGIA
El transistor consta de tres regiones dopadas de formas alternada (PNP o NPN) las cuales son llamadas:
Los simbolos de los transistores NPN y PNP son los mostrados en la imagen. La forma de distinguir un transistor 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.
SiMBOLOGIA
Nota: En funcionamiento normal, la flecha indica el sentido de la corriente que circula por el emisor del transistor.
Estructura física dEL TRANSISTOR BJT
Estructura física transistor
El transistor bipolar es un dispositivo formado por tres regiones semiconductoras (Emisor, Base y Colector), entre las cuales se forman unas uniones (uniones PN). El dopaje de estas regiones siempre es alterno, o sea, 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.
Estructura física transistor
Las dimensiones reales del dispositivo son muy importantes para el correcto funcionamiento del transistor.
FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR
Fundamentos físicos del efecto transistor
El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales gracias al cual es posible controlar un gran potencia a partir de una pequeña. Entre los terminales de colector (C) y emisor (E) se aplica la potencia a regular, y en el terminal de base (B) se aplica la señal de control gracias a la que controlamos la potencia. Con pequeñas variaciones de corriente a través del terminal de base, se consiguen grandes variaciones a través de los terminales de colector y emisor. Si se coloca una resistencia se puede convertir esta variación de corriente en variaciones de tensión según sea necesario.
Fundamentos físicos del efecto transistor
El transistor bipolar basa su funcionamiento en el control de la corriente que circula entre el emisor y el colector del mismo, mediante la corriente de base. En esencia un transistor se puede considerar como un diodo en directa (unión emisor-base) por el que circula una corriente elevada, y un diodo en inversa (unión base-colector), por el que, en principio, no debería circular corriente, pero que actúa como una estructura que recoge gran parte de la corriente que circula por emisor base.
Fundamentos físicos del efecto transistor
Mientras que la corriente por el diodo A (unión Colector-Base) es elevada (IA), la corriente por B (unión Base-Emisor) es muy pequeña (IB). Si se unen ambos diodos, y se consigue que la zona de unión (lo que llamaremos base del transistor) sea muy estrecha, entonces toda esa corriente que circulaba por A (IA), va a quedar absorbida por el campo existente en el diodo B. De esta forma entre el emisor y el colector circula una gran corriente, mientras que por la base una corriente muy pequeña. El control se produce mediante este terminal de base porque, si se corta la corriente por la base ya no existe polarización de un diodo en inversa y otro en directa, y por tanto no circula corriente.
Corrientes y tensiones
Supongamos un transistor tipo PNP polarizado como se muestra en la imagen. Siguiendo lo visto anteriormente este transistor podriamos verlo como dos diodos uno conectado en directa (Emisor-Base) y uno en Inversa (Colector-Base), Ver representación de diodos marcados en rojo.
Corrientes y tensiones
En esta figura se muestran las principales corrientes (de electrones y huecos) que aparecen en el transistor tras aplicar la polarización indicada anteriormente.
Corrientes y tensiones
A partir de lo anterior podemos ver que el transistor es un nodo con tres entradas o salidas, por tanto la suma de las corrientes que entran o salen al mismo ha de ser cero (LCK), por lo que obtenemos la siguiente ecuaciones básicas:
Un detalle a tomar en cuenta es que la corriente de colector es mucho mayor que la de base (Ic >> Ib), a menudo Ib es menor al 1% de Ic. Por lo que para varios fines practicos se considera la corriente del Emisor igual a la corriente del colector (Ic = Ie).
Relaciones más importantes. Parámetros α y β
En un transistor bipolar uno de los aspectos más interesantes para su análisis y uso es el conocer las relaciones existentes entre sus tres corrientes (IE, IB e IC). Otras relaciones se pueden obtener definiendo una serie de parámetros dependientes de la estructura del propio transistor. Definimos los parámetros α y β como la relación existente entre la corriente de colector y la de emisor, o la de emisor y la de base, es decir:
Relaciones más importantes. Parámetros α y β
Videos explicativos
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Video Curvas del Transistor BJT
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Video Funcionamiento Transistor BJT
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¡GRACIAS!