Que es el transistor BJT

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 INTRODUCCIÓN.

Los transistores son elementos muy versátiles. Podemos conectarlos dentro de un circuito de muy diferentes maneras, obteniendo distintos comportamientos. Por ejemplo se puede conseguir ganancia en tensión, en intensidad o en ambas, según la clase configuración. Hay tres tipos de configuraciones básicas del transistor BJT: emisor común, colector común y base común.

Actividades sugeridas Unidad IV

  1. Que es el transistor BJT

El transistor bipolar es el más común de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio.
En ambos casos el dispositivo tiene 3 patillas y son: el emisor, la base y el colector.

  1. Que nombre se aplican a los dos tipos de transistores BJT. Dibuje el símbolo grafico junto a cada uno.

Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor.

El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en el gráfico de transistor.

  1. Explique la diferencia más importante entre un dispositivo bipolar (Transistor) y uno unipolar (Diodo)

La diferencia entre un transistor bipolar y un transistor unipolar o FET es el modo de actuación sobre el terminal de control. En el transistor bipolar hay que inyectar una corriente de base para regular la corriente de colector, mientras que en el FET el control se hace mediante la aplicación de una tensión entre puerta y fuente. Esta diferencia vienen determinada por la estructura interna de ambos dispositivos, que son substancialmente distintas.

Es una característica común, sin embargo, el hecho de que la potencia que consume el terminal de control (base o puerta) es siempre más pequeña que la potencia manejada en los otros dos terminales.

En resumen, destacamos tres cosas fundamentales:

  • En un transistor bipolar IB controla la magnitud de IC.
  • En un FET, la tensión VGS controla la corriente ID.
  • En ambos casos, con una potencia pequeña puede controlarse otra bastante mayor.
  1. Nombre los diferentes tipos de circuitos básicos con BJT. Y explique brevemente su ventaja y su desventaja.

Transistor de contacto puntual

Llamado también «transistor de punta de contacto», fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John Bardeen y Walter Brattain. Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se «ve» en el colector, de ahí el nombre de transfer resistor. Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.

Transistor de unión bipolar

Diagrama de Transistor NPN

El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica básicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio oArseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP.

  1. Dibuje el transistor NPN en polarización directa.

  1. Diga cuál de las corrientes es siempre la mayor, cual es la menor, y cuales dos corrientes son relativamente cercanas en magnitud en un transistor.
  2. Si la corriente del emisor de un transistor es de 8 mA e Ib es 1/100 de IC determine los niveles de Ic e Ib
  3. Dibuje la configuración de un transistor BJT con base común.

  1. Dibuje la configuración de un transistor BJT emisor común

  1. Dibuje la configuración de un transistor BJT colector común

  1. Explique brevemente las tres zonas de trabajo del transistor, dibuje la grafica
      1. Región activa: en donde el transistor esta en el punto Q, es cuando no está ni en saturación ni en corte pero está conectado con todos su voltajes de polarización.

      1. Región inversa: el transistor esta polarizado inversamente, lo que hace que la ganancia disminuya.
      2. Región de corte: el transistor no conduce. por lo tanto la corriente colector-emisor es igual a (0) el voltaje entre emisor y colector es igual al de la fuente de alimentación. Con la respectiva perdida de las resistencias que se encuentran polarizando, no conduce, pero si esta polarizado y con sus fuente de voltaje, de acuerdo al diseño que se desee.

      1. Región de saturación: el transistor ha recibido un voltaje en su entrada, y ha entrado al modo de conducción entre emisor y colector, en donde la corriente en esos puntos es la misma que la de la fuente desacuerdo a las resistencias de polarización utilizando la ley de ohm, el voltaje entre emisor y colector es igual a (0).

  1. Que es el punto Q de un transistor.

En este punto se va a incidir de nuevo sobre ello, aunque de forma muy breve, lo que nos permitirá introducir el concepto de recta de carga en continua y al mismo tiempo conectar con los temas de ubicación y estabilidad del punto Q. El análisis del punto de trabajo de un dispositivo, como ya se sabe, se puede llevar a cabo de dos formas diferentes: analítica (realizando un análisis matemático de todas las ecuaciones implicadas) o gráfica ( recta de carga en continua).

Obtener el punto de trabajo Q de un dispositivo consiste básicamente en obtener el valor delas diferentes tensiones y corrientes que se establecen como incógnitas en el funcionamiento el mismo.

El método analítico, se basa en resolver el sistema de ecuaciones que se establece teniendo en cuenta: las leyes de Kirchoff aplicadas a las tensiones y corrientes que definen el funcionamiento del dispositivo; las ecuaciones que se obtienen del comportamiento del mismo, según la región de funcionamiento (circuito equivalente); y las relaciones eléctricas del circuito de polarización usado.

Ejercicios de auto evaluación

Escriba V o F según sea la respuesta correcta

a) El voltaje Vbe en un transistor de silicio es 0.7V__V__

b) En circuito con transistor en montaje de base común la impedancia de entrada es baja__F__

c) El hfe en un transistor se designa como el factor de amplificación de corriente__V__

d) la configuración de transistor en emisor común es la meno utilizada __F_

e) La ganancia de tensión en una configuración de colector común es igual a la unidad__V__

f) La zona de saturación es cuando el transistor está conduciendo al máximo__V__

g) La zona activa es el área donde el transistor puede llegar a quemarse___F__