Transistor y Tiristor

7/24/2019 Transistor y Tiristor

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Transistor de Unin Bipolar (BJT)

Es un dispositivo electrnico de tres terminales, formado por un cristal de silicio en el

que se crea una regin de tipo nentre dos tipop, o bien una tipopentre dos tipo n. en el primer

caso el transistor se denomina p-n-p y en el segundo n-p-n.

Las tres regiones que se forman y los terminales extrados desde ellas se denominan de la

siguiente forma:

E: Emisor.Es una regin muy dopada. Su nombre se debe a que funciona como emisor

de los portadores de carga. Cuanto ms dopa!e tenga el emisor, ms cantidad de

portadores podr aportar a la corriente.

B: Base. Es la regin central, estrec"a y poco dopada, que se encarga de controlar el

paso de portadores. Con estas caractersticas conseguimos que en esta #ona exista poca

recombinacin, y prcticamente todos los portadores que proceden del emisor pasen al

colector. $otar que si esta en #ona no es estrec"a, el dispositivo podra no funcionarcomo un transistor y "acerlo como si se tratase de dos diodos en oposicin.

C: Colector. Es la regin unida a la base, de extensin ms amplia. Cuyo ob!eto es

captar los portadores inyectados en dic"a regin desde el emisor.

Estructura del Transistor de Unin Bipolar

%n transistor de unin bipolar consiste en tres regiones semiconductoras dopadas: la regin del

emisor, la regin de la base y la regin del colector. Estas regiones son, respectivamente, tipo &,

tipo $ y tipo & en un &$&, y tipo $, tipo &, y tipo $ en un transistor $&$. Cada regin del

semiconductor est conectada a un terminal, denominado emisor 'E(, base ')( o colector 'C(,

seg*n corresponda.

La base est fsicamente locali#ada entre el emisor y el colector y est compuesta de material

semiconductor ligeramentedopadoy de alta resistividad. El colector rodea la regin del emisor,

"aciendo casi imposible para los electrones inyectados en la regin de la base escapar de ser

colectados, lo que "ace que el valor resultante de + se acerque muc"o "acia la unidad, y por eso,

otorgarle al transistor un gran .

El transistor de unin bipolar, a diferencia de otros transistores, no es usualmente un dispositivo

sim-trico. Esto significa que intercambiando el colector y el emisor "acen que el transistor de!e

de funcionar en modo activo y comience a funcionar en modo inverso. ebido a que la

estructura interna del transistor est usualmente optimi#ada para funcionar en modo activo,

intercambiar el colector con el emisor "acen que los valores de + y en modo inverso seanmuc"o ms peque/os que los que se podran obtener en modo activo0 muc"as veces el valor de

+ en modo inverso es menor a 1.2. La falta de simetra es principalmente debido a las tasas

de dopa!eentre el emisor y el colector. El emisor est altamente dopado, mientras que el

colector est ligeramente dopado, permitiendo que pueda ser aplicada una gran tensin de

reversa en la unin colector3base antes de que esta colapse. La unin colector3base est

polari#ada en inversa durante la operacin normal. La ra#n por la cual el emisor est

altamentedopadoes para aumentar la eficiencia de inyeccin de portadores del emisor: la tasa

de portadores inyectados por el emisor en relacin con aquellos inyectados por la base. &ara una

gran ganancia de corriente, la mayora de los portadores inyectados en la unin base3emisor

deben provenir del emisor.
http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)


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El ba!o desempe/o de los transistores bipolares laterales muc"as veces utili#ados en

procesosC45Ses debido a que son dise/ados sim-tricamente, lo que significa que no "ay

diferencia alguna entre la operacin en modo activo y modo inverso.

&eque/os cambios en la tensin aplicada entre los terminales base3emisor genera que la

corriente que circula entre el emisor y el colector cambie significativamente. Este efecto puede

ser utili#ado para amplificar la tensin o corriente de entrada. Los )67 pueden ser pensadoscomo fuentes de corriente controladas por tensin, pero son caracteri#ados ms simplemente

como fuentes de corriente controladas por corriente, o por amplificadores de corriente, debido a

la ba!a impedancia de la base.

Los primeros transistores fueron fabricados de germanio,pero la mayora de los )67 modernos

estn compuestos de silicio. 8ctualmente, una peque/a parte de -stos 'los transistores bipolares

de "etero!untura( estn "ec"os de arseniuro de galio, especialmente utili#ados en aplicaciones

de alta velocidad.

Funcionamiento del Transistor de Unin Bipolar

La unin base3emisor se polari#a en directa y la unin base3colector en inversa. ebido a la

agitacin t-rmica los portadores de carga del emisor pueden atravesar la barrera de potencial

emisor3base y llegar a la base. 8 su ve#, prcticamente todos los portadores que llegaron son

impulsados por el campo el-ctrico que existe entre la base y el colector.

%n transistor $&$ puede ser considerado como dos diodos con la regin del nodo compartida.

En una operacin tpica, la unin base3emisor est polari#ada en directa y la unin base3colector

est polari#ada en inversa. En un transistor $&$, por e!emplo, cuando una tensin positiva es

aplicada en la unin base3emisor, el equilibrio entre los portadores generados t-rmicamente y el

campo el-ctrico repelente de la regin agotada se desbalancea, permitiendo a los electrones

excitados t-rmicamente inyectarse en la regin de la base. Estos electrones 9vagan9 a trav-s de

la base, desde la regin de alta concentracin cercana al emisor "asta la regin de ba!a

concentracin cercana al colector. Estos electrones en la base son llamados portadores

minoritarios debido a que la base estdopadacon material &, los cuales generan 9"uecos9 como

portadores mayoritarios en la base.

La regin de la base en un transistor debe ser constructivamente delgada, para que los

portadores puedan difundirse a trav-s de esta en muc"o menos tiempo que la vida *til del

portador minoritario del semiconductor, para minimi#ar el porcenta!e de portadores que se

recombinan antes de alcan#ar la unin base3colector. El espesor de la base debe ser menor alanc"o de difusin de los electrones.

El Alfa y Beta del transistor

%na forma de medir la eficiencia del )67 es a trav-s de la proporcin de electrones capaces de

cru#ar la base y alcan#ar el colector. El alto dopa!ede la regin del emisor y el ba!o dopa!e de la

regin de la base pueden causar que muc"os ms electrones sean inyectados desde el emisor

"acia la base que "uecos desde la base "acia el emisor. La ganancia de corriente emisor

com*n est representada por o por "fe. Esto es aproximadamente la tasa de corriente
http://es.wikipedia.org/wiki/CMOShttp://es.wikipedia.org/wiki/CMOShttp://es.wikipedia.org/wiki/CMOShttp://es.wikipedia.org/wiki/Germaniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Germaniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Arseniuro_de_galiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/CMOShttp://es.wikipedia.org/wiki/Germaniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Arseniuro_de_galiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)


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continua de colector a la corriente continua de la base en la regin activa directa y es

tpicamente mayor a ;11.

5tro parmetro importante es la ganancia de corrientebase com*n, . La ganancia de

corriente base com*n es aproximadamente la ganancia de corriente desde emisor a colector en la

regin activa directa. Esta tasa usualmente tiene un valor cercano a la unidad0 que oscila entre1.


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!!

El otro tipo de transistor de unin bipolar es el &$& con las letras 9&9 y 9$9 refiri-ndose a las

cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. &ocos transistores usados

"oy en da son &$&, debido a que el $&$ brinda muc"o me!or desempe/o en la mayora de las

circunstancias.

Los transistores &$& consisten en una capa de material semiconductordopado$ entre dos

capas de materialdopado&. Los transistores &$& son com*nmente operados con el colector a

masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentacin a trav-s de una

carga el-ctrica externa. %na peque/a corriente circulando desde la base permite que unacorriente muc"o mayor circule desde el emisor "acia el colector.

%e&iones operati'as del transistor

Los transistores de unin bipolar tienen diferentes regiones operativas, definidas principalmente

por la forma en que son polari#ados:

%e&in Acti'a en cuanto a la polaridad:corriente del emisor = ( + 1)Ib; corriente del

colector= Ib

Cuando un transistor no est ni en su regin de saturacin ni en la regin de corte entonces est

en una regin intermedia, la regin activa. En esta regin la corriente de colector '>c( depende

principalmente de la corriente de base '>b(, de 'ganancia de corriente, es un dato del

fabricante( y de las resistencias que se encuentren conectadas en el colector y emisor. Esta

regin es la ms importante si lo que se desea es utili#ar el transistor como un amplificador de

se/al.

%e&in n'ersa

"#m$olo de un transistor !!.

La flec"a en el transistor &$& est en el terminal del emisor y

apunta en la direccin en la que la corriente convencional

circula cuando el dispositivo est en funcionamiento activo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)


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8l invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el transistor bipolar

entra en funcionamiento en modo inverso. En este modo, las regiones del colector y emisor

intercambian roles. ebido a que la mayora de los )67 son dise/ados para maximi#ar la

ganancia de corriente en modo activo, el parmetro beta en modo inverso es drsticamente

menor al presente en modo activo.

%e&in de Corte

En este caso el volta!e entre el colector y el emisor del transistor es el volta!e de alimentacin

del circuito. 'Como no "ay corriente circulando, no "ay cada de volta!e, verLey de 5"m(. Este

caso normalmente se presenta cuando la corriente de base ? 1 '>b ?1(.

e forma simplificada, se puede decir que el la unin CE se comporta como un circuito abierto,

ya que la corriente que lo atraviesa es cero.

%e&in de saturacin

%n transistor est saturado cuando: corriente de colector corriente de emisor =

corriente mxima, (Ic Ie= Imax)

En este caso la magnitud de la corriente depende del volta!e de alimentacin del circuito y de las

resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver Ley de 5"m.Se presenta

cuando la diferencia de potencial entre el colector y el emisor desciende por deba!o del valor

umbral @CE,sat. Cuando el transistor esta en saturacin, la relacin lineal de amplificacin

>c?A>b 'y por ende, la relacin >e?'B;(A>b ( no se cumple.

e forma simplificada, se puede decir que la unin CE se comporta como un cable, ya que la

diferencia de potencial entre C y E es muy prxima a cero.

Confi&uraciones del transistor

Base Com*n

8 este tipo de circuitos se les aplica la entrada por el emisor y la salida se toma del colector. El

terminal com*n a la entrada y a la salida es la base y est conectada a tierra.

Con un circuito de base com*n no vamos a conseguir ganancia en la corriente. La corriente de

emisor, que es la corriente de entrada, est formada por la suma de la corriente de base y la de

colector:

Esto implica que la corriente de colector, es decir, la corriente de salida, sea ms

pequea que la corriente de entrada. Por lo tanto, la ganancia de corriente que es el

cociente entre la corriente de salida y la de entrada, va a ser menor que la unidad y no

vamos a obtener ganancia.

La caracterstica principal de estos circuitos es que tienen mucha ganancia de tensin,

es decir, la tensin de salida va a ser mucho mayor que la tensin de entrada.

IE=IC+IB
http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm


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Colector Com*n

8 esta configuracin se la suele llamar seguidor de emisor. Con este tipo de circuitos no vamos

a conseguir una amplificacin de tensin, pero son muy buenos amplificadores de la corriente y

de a" viene su utilidad.

La entrada de se/al se produce por la base y la salida por el emisor, en ve# de por el colectorcomo en el resto de los circuitos. El terminal com*n para la entrada y la salida es el colector,

como su nombre indica. Si la unin base emisor est polari#ada directamente, el transistor va a

conducir, mientras que si est inversamente polari#ada no lo "ar.

El emisor sigue a la base, lo que quiere decir que la tensin que le apliquemos a la base va a ser

reproducida por el emisor.

Emisor Com*n

La configuracin de emisor com*n es la ms usada. En -l, el transistor act*a como un

amplificador de la corriente y de la tensin. 8parte de los efectos de amplificacin, tambi-n

invierte la tensin de se/al, es decir, si la tensin es tendente a positiva en la base pasa a ser

tendente a negativa en el colector0 pero, como estos efectos se producen con la corriente alterna.


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Transistor como nterruptor

%n transistor funciona como un interruptor para el circuito conectado al colector 'c( si se "ace

pasar rpidamente de corte a saturacin y viceversa. En corte es un interruptor abierto y en

saturacin es un interruptor cerrado. Los datos para calcular un circuito de transistor como

interruptor son: el volta!e del circuito que se va a encender y la corriente que requiere con ese

volta!e. El volta!e @cc se "ace igual al volta!e nominal del circuito, y la corriente corresponde a

la corriente >csat. Se calcula la corriente de saturacin mnima, luego la resistencia de base

mnima:

>)S87 min? >csat D b

)4ax? @onD>)sat min

onde @on es el volta!e en la resistencia de base para encender el circuito, el circuito debe usar

una )por lo menos veces menor que )max.

8dicionalmente se debe asegurar un volta!e en )de apagado @off que "aga que el circuito

entre en corte.


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La principal aplicacin de transistor como interruptor es en los circuitos e integrados lgicos,

all se mantienen traba!ando los transistores entre corte o en saturacin, en otro campo se

aplican para activar y desactivar rel-s, en este caso como la carga es inductiva 'bobina del rel-(

al pasar el transistor de saturacin a corte se presenta la 9patada inductiva9 que al ser repetitiva

quema el transistor se debe "acer una proteccin con un diodo en una aplicacin llamada diodo

volante.

Transistor como Amplificador

%n caso intermedio entre corte y saturacin se produce cuando la corriente en la base no es tan

peque/a como para cortar la corriente en los otros terminales, pero tampoco tan grande como

para permitirla pasar completamente.

En ese caso el transistor funciona como un amplificador que nos proporciona entre el colector y

el emisor un m*ltiplo de la corriente que pasa por la base.

En estas imgenes se ve como al regular con el potencimetro la corriente que pasa por la base,

la bombilla brilla ms o menos.


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Cuando el transistor se comporta como un amplificador y conduce parcialmente decimos que

traba!a en la #ona activa.

El transistor de Efecto de Campo (FET)

Con los transistores bipolares observbamos como una peque/a corriente en la base de

los mismos se controlaba una corriente de colector mayor. Los 7ransistores de Efecto de

Campo son dispositivos en los que la corriente se controla mediante tensin. Cuando

funcionan como amplificador suministran una corriente de salida que es proporcional a la

tensin aplicada a la entrada. Caractersticas generales:

&or el terminal de control no se absorbe corriente.

%na se/al muy d-bil puede controlar el componente


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La tensin de control se emplea para crear un campo el-ctrico

Se empe#aron a construir en la d-cada de los F1. Existen dos tipos de transistores de efecto de

campo los 6E7 'transistor de efecto de campo de unin( y los 45SE7. Los transistores 45S

respecto de los bipolares ocupan menos espacio por lo que su aplicacin ms frecuente la

encontramos en los circuitos integrados.

Es un componente de tres terminales que se denominan: &uerta 'G, Gate(, uente 'S, Source(, y

rena!e ', rain(. Seg*n su construccin pueden ser de canal & o de canal $. La puerta es la

terminal equivalente a la base del )67 ')ipolar 6unction 7ransistor(. El transistor de efecto de

campo se comporta como un interruptor controlado por tensin, donde el volta!e aplicado a la

puerta permite "acer que fluya o no corriente entre drena!e y fuente.

"us s#m$olos son los si&uientes:

El funcionamiento del transistor de efecto de campo es distinto al del )67. En los 45SE7, la

puerta no absorbe corriente en absoluto, frente a los )67,donde la corriente que atraviesa la

base, pese a ser peque/a en comparacin con la que circula por las otras terminales, no siempre

puede ser despreciada. Los 45SE7, adems, presentan un comportamiento capacitivo muy

acusado que "ay que tener en cuenta para el anlisis y dise/o de circuitos.

8s como los transistores bipolaresse dividen en $&$ y &$&, los de efecto de campo o E7 son

tambi-n de dos tipos: canal n y canal p, dependiendo de si la aplicacin de una tensin positiva

en la puerta pone al transistor en estado de conduccin o no conduccin, respectivamente. Los

transistores de efecto de campo 45S son usados extenssimamente en electrnica digital, y sonel componente fundamental de los circuitos integrados o c"ips digitales.

Curva Caracterstica

Los parmetros que defnen el uncionamiento de un FET se observan en la

siguiente fgura:
http://es.wikipedia.org/wiki/BJThttp://es.wikipedia.org/wiki/BJThttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_bipolarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_bipolarhttp://es.wikipedia.org/wiki/BJThttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_bipolar


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La curva caracterstica del E7 define con precisin como funciona este dispositivo. En ella

distinguimos tres regiones o #onas importantes:

+ona lineal.-El E7 se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensin@GS.

+ona de saturacin.-8 diferencia de los transistores bipolares en esta #ona, el E7,

amplifica y se comporta como una fuente de corriente controlada por la tensin que existe

entre &uerta 'G( y uente o surtidor 'S(, @GS.

+ona de corte.-La intensidad de renador es nula.

Como en los transistores bipolares existen tres configuraciones tpicas: Surtidor com*n 'SC(,

renador com*n 'C( y &uerta com*n '&C(. La ms utili#ada es la de surtidor com*n que es laequivalente a la de emisor com*n en los transistores bipolares.

Las principales aplicaciones de este tipo de transistores se encuentran en la amplificacin de

se/ales d-biles.

Transistor JFET

El transistor de efecto de campo de unin '6E7( es un dispositivo electrnico notablemente

diferente del transistor bipolar. Su funcionamiento se basa en el estrec"amiento de una regin de

semiconductor llamado canal, que une los electrodos de fuente 'source: S( y drenador 'drain:

(, debido a la formacin de una #ona de vaciamiento desprovista de portadores libres en launin &$ entre la #ona de puerta 'gate: G( y el canal. La #ona de vaciamiento crece al

aumentarla tensin inversa aplicada a la unin puerta3canal de modo que la conduccin entre

drenador y fuente se puede controlar con la tensin entre puerta y fuente '@GS(.

En el 6E7 la unin entre puerta y canal siempre debe estar polari#ada en inversa de modo que

la corriente de puerta es extremadamente peque/a y se puede despreciar en la gran mayora de

los casos. Cuando la puerta se utili#a como terminal de entrada se obtienen impedancias de

entrada del orden de cientos de 4H. El transistor 6E7 es por lo tanto un dispositivo controlado

por la tensin entre su puerta y su fuente mientras que el )67 estaba controlado por la corriente

de su base.

Funcionamiento


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Es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo el-ctrico para controlar la

conductividad de un 9canal9 en un material semiconductor. Los E7 pueden plantearse como

resistencias controladas por diferencia de potencial.

7ienen tres terminales, denominadas puerta 'gate(, drenador 'drain( y fuente 'source(. La puerta

es la terminal equivalente a la base del )67. El transistor de efecto de campo se comporta como

un interruptor controlado por tensin, donde el volta!e aplicado a la puerta permite "acer que

fluya o no corriente entre drenador y fuente.

8s como los transistores bipolares se dividen en $&$ y &$&, los de efecto de campo o E7 son

tambi-n de dos tipos: canal n y canal p, dependiendo de si la aplicacin de una tensin positiva

en la puerta pone al transistor en estado de conduccin o no conduccin, respectivamente.

El 6E7 es un transistor de efecto de campo, es decir, su funcionamiento se basa en las #onas de

deplexin que rodean a cada #ona & al ser polari#adas inversamente.

Cuando aumentamos la tensin en el diodo compuerta3fuente, las #onas de deplexin se "acen

ms grandes, lo cual "ace que la corriente que va de fuente a drena!e tenga ms dificultades para

atravesar el canal que se crea entre las #onas de deplexin, cuanto mayor es la tensin inversa

en el diodo compuerta3fuente, menor es la corriente entre fuente y drena!e.

&or esto, el 6E7 es un dispositivo controlado por tensin y no por corriente. Casi todos los

electrones que pasan a trav-s del canal creado entre las #onas de deplexin van al drena!e, por lo

que la corriente de drena!e es igual a la corriente de fuente > ? >S.

Cur'as Caracter#sticas

Las curvas caractersticas tpicas para estos transistores se encuentran en la imagen,

ntese que se distinguen tres zonas importantes la zona hmica, la zona de corte y la

zona de saturacin.

E!isten otros tipos de curvas, como las de temperatura, capacitancia, etc. "odas ellas

normalmente las especi#ica el #abricante de cada transistor. $lgunos programas de


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simulacin %como &P'(E) permiten hacen barridos de (* bsicos para obtener las curvas,

en base a los modelos contenidos en sus bibliotecas de componentes.

El transistor +E", al igual que los -+", se pueden polarizar de diversas maneras %ms

adelante se ver) para dar lugar a con#iguraciones de ampli#icadores de seal, sin

embargo no son las nicas aplicaciones, por e/empli#icar algunas otras se tienen la

con#iguracin para #ormar osciladores, interruptores controlados, resistores controlados,

etc.

Transistor ,"FET

Es un transistorutili#ado para amplificar o conmutarse/aleselectrnicas. Es el transistor ms

utili#ado en la industria microelectrnica, ya sea en circuitos analgicos o digitales, aunque

el transistor de unin bipolarfue muc"o ms popular en otro tiempo. &rcticamente la totalidad

de los microprocesadorescomerciales estn basados en transistores 45SE7.

El 45SE7 es un dispositivo de cuatro terminales llamados surtidor 'S(, drenador '(,

compuerta 'G( y sustrato ')(. Sin embargo, el sustrato generalmente est conectado

internamente al terminal del surtidor, y por este motivo se pueden encontrar dispositivos

45SE7 de tres terminales.

Funcionamiento

Existen dos tipos de transistores 45SE7, ambos basados en la estructura 45S0

os ,"FET de enri/uecimientose basan en la creacin de un canal entre el drenador y

el surtidor, al aplicar una tensin en la compuerta. La tensin de la compuerta atrae

portadores minoritarios "acia el canal, de manera que se forma una regin de inversin, es

decir, una regin con dopado opuesto al que tena el sustrato originalmente. El

t-rmino enriquecimiento "ace referencia al incremento de laconductividad el-ctricadebido

a un aumento de la cantidad deportadores de cargaen la regin correspondiente al canal. El

canal puede formarse con un incremento en la concentracin de electrones'en un

n45SE7 o $45S(, o"uecos'en un p45SE7 o &45S(. e este modo un transistor

$45S se construye con un sustrato tipo p y tiene un canal de tipo n, mientras que un

transistor &45S se construye con un sustrato tipo n y tiene un canal de tipo p.

os ,"FET de empo$recimientotienen un canal conductor en su estado de reposo, que

se debe "acer desaparecer mediante la aplicacin de la tensin el-ctrica en la compuerta, lo

cual ocasiona una disminucin de la cantidad de portadores de carga y una disminucin

respectiva de la conductividad.
http://es.wikipedia.org/wiki/Transistorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_uni%C3%B3n_bipolarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_MOShttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Portador_de_cargahttp://es.wikipedia.org/wiki/Portador_de_cargahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hueco_de_electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hueco_de_electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_uni%C3%B3n_bipolarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_MOShttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Portador_de_cargahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hueco_de_electr%C3%B3n


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,odos de operacin

El funcionamiento de un transistor 45SE7 se puede dividir en tres diferentes regiones de

operacin, dependiendo de las tensiones en sus terminales. En la presente discusin se utili#a un

modelo algebraico que es vlido para las tecnologas bsicas antiguas, y se incluye aqu con

fines didcticos. En los 45SE7 modernos se requieren modelos computacionales que ex"ibenun comportamiento muc"o ms comple!o.

&ara un transistor ,"de enri/uecimientose tienen las siguientes regiones:

0. Corte

Cuando 12"3 1t4

onde @t"es la tensin de umbral del transistor

e acuerdo con el modelo bsico del transistor, en esta regin el dispositivo se encuentra

apagado. $o "ay conduccin entre el surtidor y el drenador, de modo que el 45SE7 secomporta como un interruptor abierto.

%n modelo ms exacto considera el efecto de la energa t-rmica descrita por la distribucin de

)olt#mann para las energas de los electrones, en donde se permite que los electrones con alta

energa presentes en el surtidor ingresen al canal y fluyan "acia el drenador. Esto ocasiona una

corriente subumbral, que es una funcin exponencial de la tensin entre compuerta3surtidor. La

corriente subumbral sigue aproximadamente la siguiente ecuacin:

onde >1es la corriente que existe cuando @GS? @t",

@7? I7Dq es el volta!e t-rmico,

n ? ; B CDC5J

onde Ces la capacidad de la regin de agotamiento, y

C5Jes la capacidad de la capa de xido.

," en modo de corte. La regin blanca indica que no

existen portadores libres en esta #ona, debido a que los

electrones son repelidos del canal.


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5. %e&in lineal u 4mica

Cuando 12"6 1t4y 17"3 ( 12"8 1t4)

8l polari#arse la puerta con una tensin mayor que la tensin de umbral, se crea una regin de

agotamiento en la regin que separa el surtidor y el drenador. Si esta tensin crece lo suficiente,

aparecern portadores minoritarios '"uecos en &45S, electrones en $45S( en la regin de

agotamiento, que darn lugar a un canal de conduccin. El transistor pasa entonces a estado de

conduccin, de modo que una diferencia de potencial entre drenador y surtidor dar lugar a una

corriente. El transistor se comporta como una resistencia controlada por la tensin de

compuerta.

La corriente que entra por el drenador y sale por el surtidor es modelada por medio de la

ecuacin:

nde:

es la movilidad efectiva de los portadores de carga,

es la capacidaddel xido por unidad de rea,

es el anc"o de la compuerta,

es la longitud de la compuerta.

," en la re&in lineal.Se forma un canal de

tipo n al lograr la inversin del sustrato, y la

corriente fluye de drenador a surtidor.
http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctrica


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9. "aturacin o acti'a

Cuando VGS> Vthy VDS> (VGS Vth)

Cuando la tensin entre drenador y surtidor supera cierto lmite, el canal de conduccin ba!o la

puerta sufre un estrangulamiento en las cercanas del drenador y desaparece. La corriente que

entra por el drenador y sale por el surtidor no se interrumpe, ya que es debida al campo el-ctrico

entre ambos, pero se "ace independiente de la diferencia de potencial entre ambos terminales.

En esta regin la corriente de drenador se modela con la siguiente ecuacin:

," en la re&in de saturacin. 8l aplicar una

tensin de drenador ms alta, los electrones son

atrados con ms fuer#a "acia el drenador y el

canal se deforma.


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Tiristor

Es un componente electrnicoconstituido por elementossemiconductoresque utili#a

realimentacin interna para producir una conmutacin. Los materiales de los que se compone

son de tipo semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren

pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales porque

solamente transmiten la corriente en un *nico sentido. Se emplea generalmente para el control

de potencia.

Tipo de Tiristor

"C% (rectificador controlado de silicio) es un dispositivo de tres terminales usado

para controlar corrientes ms bien altas para una carga. %n SC act*a a seme!an#a

de un interruptor. Cuando est en conduccin, "ay una trayectoria de flu!o de

corriente de ba!a resistencia del nodo al ctodo. 8ct*a entonces como un

interruptor cerrado cuando est en corte, no puede "aber flu!o de corriente del nodo

al ctodo. &or lo tanto, act*a como un interruptor abierto. ado que es un

dispositivo de estado slido, la accin de conmutacin de un SC es muy rpida.
http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tiristorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tiristor


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Cur'a caracter#stica del "C%

En la siguiente figura se muestra la dependencia entre el volta!ede conmutacin y

la corrientede compuerta. Cuando el SC est polari#ado en inversa se comporta como

un diodocom*n 'ver la corriente de fuga caracterstica que se muestra en el grfico(.

En la regin de polari#acin en directo el SC se comporta tambi-n como un diodo com*n,

siempre que el SC ya "aya sido activado '5n(. @er los puntos y E.

&ara valores altos de corriente de compuerta '>G(, el volta!e de nodo a ctodo es menor '@C(.

"eccin on itudinal de un "C%
http://www.unicrom.com/Tut_voltaje.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asphttp://www.unicrom.com/Tut_diodo.asphttp://www.unicrom.com/Tut_voltaje.asphttp://www.unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asphttp://www.unicrom.com/Tut_diodo.asp


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Si la >G disminuye, el volta!e nodo3ctodo aumenta. Concluyendo, al disminuir la corriente de

compuerta >G, el volta!e nodo3ctodo tender a aumentar antes de que el SC condu#ca 'se

ponga en 5n D est- activo(

Condiciones de Conmutacin

7AC (7iodo para Corriente Alterna)

Cuando se polari#a inversamente el nodo K ctodo yDo >G? 1

La destruccin del dispositivo se puede dar si se llega al punto de

ruptura por a'alanc4a (1%" %") o superando la corriente

mxima de conduccin >48J.

$o llegar al punto de mantenimiento

&olari#ado directamente nodo3ctodo y superando a @)5, "ec"o

esto, se debe lograr llegar al punto de mantenimiento, el tiempo

para lograrlo disminuir de acuerdo a la forma en que >G aumente


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Es un dispositivo semiconductor de dos conexiones. Es un diodo bidireccional disparable que

conduce la corriente slo tras "aberse superado su tensin de disparo, y mientras la corriente

circulante no sea inferior al valor caracterstico para ese dispositivo. El comportamiento es

fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la corriente. La mayora de los >8C

tienen una tensin de disparo de alrededor de 1 @. En este sentido, su comportamiento es

similar a una lmpara de nen.

Los >8C son una clase de tiristor, y se usan normalmente para disparar los triac, otra clase de

tiristor.

Es un dispositivo semiconductor de dos terminales, llamados nodo y ctodo. 8ct*a como un

interruptor bidireccional el cual se activa cuando el volta!e entre sus terminales alcan#a el

volta!e de ruptura, dic"o volta!e puede estar entre M1 y F volts seg*n la referencia.

Caracter#sticas 2enerales

Es otro dispositivo tiristor y se usa normalmente para disparar a un 7>8C

Se comporta como dos iodos Nener conectados en paralelo pero orientados en

formas opuestas. La conduccin se da cuando se "a superado el valor de la tensin

del #ener que est conectado en sentido opuesto.

$ormalmente no conduce, sino que tiene una peque/a corriente de fuga, la

conduccin aparece cuando la tensin de disparo se alcan#a.

Circuito E/ui'alente

La conduccin ocurre cuando se alcan#a el

volta!e de ruptura con cualquier polaridad. %na

ve# que tiene lugar la ruptura, la corriente fluye

en una direccin que depende de la polaridad del

volta!e en las terminales.


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T%AC

Es fundamentalmente un >8C con una terminal de compuerta para controlar las

condiciones de encendido del dispositivo bilateral en cualquier direccin. La corrientede mantenimiento no est presente en cada direccin como lo es en el >8C. Se puede

disparar mediante un pulso de corriente de compuerta y no requiere alcan#ar el volta!e

@)5 '@)( como el >8C.

Condiciones de Conmutacin

7nde:

8 Corriente de sostenimiento

1B8 @olta!e que permite la conduccin

28 Corriente de compuerta

,A;Corriente mxima del dispositivo

La destruccin del dispositivo se puede dar si se

supera >48J en cualquier sentido.

Siempre que no supere >O

Con una >G? 1. &olari#ado directamente 8M38; y superando a @)5

'cuadrante >(, "ec"o esto, se debe aplicar una >G positiva

manteniendo >O.

&olari#ado directamente 8;38M y superando a @)5

'cuadrante >>>(, "ec"o esto, se debe aplicar una >G negativa

manteniendo >O.


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ntroduccin

El descubrimiento del diodo y el estudio sobre el comportamiento de los

semiconductores, desemboc en que a mediados del siglo pasado, se desarrollara el

transistor, que sustituira a la vlvula de vaco y posteriormente el circuito integrado,

esto abri las posibilidades a todo un mundo de avances tecnolgicos.

Siguiendo con el estudio de los dispositivos electrnicos vamos a avan#ar un paso ms y

vamos a estudiar un dispositivo semiconductor que consta de tres #onas distintas, con

dos uniones pn y con un terminal en cada una de las #onas, o lo que es lo mismo,

estamos ante un dispositivo de tres terminales: El transistor.

Sin ninguna duda, estamos ante uno de esos grandes inventos que "an marcado un punto

de inflexin en la "istoria de la Oumanidad, como en su da lo fueron el descubrimiento

del fuego, la invencin de la rueda o la mquina de vapor entre otros. El descubrimiento

del transistor a principios del siglo JJ ';


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funcionamiento se basa en la realimentacin regenerativa de una estructura &$&$.

Existen varios tipos dentro de esta familia, de los cuales el ms empleado con muc"a

diferencia es el rectificador controlado de silicio 'SC(, por lo que suele aplicrsele el

nombre gen-rico de tiristor.

Es un componente con dos terminales principales, nodo y ctodo y uno auxiliar para

disparo o puerta. Se puede decir que se comporta como un diodo rectificador con

iniciacin de la conduccin controlada por la puerta: como rectificador, la conduccin

no es posible en sentido inverso, pero s en sentido directo. Sin embargo, a diferencia de

los diodos, el tiristor no conduce en sentido directo "asta que no se aplica un pulso de

corriente por el terminal de puerta. El instante de conmutacin 'paso de corte a

conduccin(, puede ser controlado con toda precisin actuando sobre el terminal de

puerta, por lo que es posible gobernar a voluntad el paso de intensidades por el

elemento, lo que "ace que el tiristor sea un componente idneo en Electrnica de

&otencia, ya que es un conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la ve#.

Conclusiones

El transistor es un gran aporte al campo del desarrollo cientfico y tecnolgico, dado

su amplia versatilidad y su gran aplicabilidad en la investigacin y desarrollo. Sus

fundamentos fsicos son fundamentados en las bases de la mecnica cuntica,

aprovec"ando sus concepciones y formulaciones tericas es posible llevar a la

prctica elementos prcticos e innovadores como el transistor. La incursin de los

transistores sustituyo los tubos al vaco y permiti la reduccin de sistemas y

dise/os electrnicos, siendo estos ms estables y de mayor rendimiento. El uso de los 7ransistores se reali#a con la intencin de usar de manera ms eficiente

la energa el-ctrica.

En el caso de los tiristores su punto ms d-bil es el circuito de puerta, ocurriendo

que la mayora de las destrucciones sean debido a la sobretensiones o sobrecorriente

que se produce en el circuito, es decir, por una disipacin de potencia elevada.

8l usar los 7ransistores y 7iristores nos da una mayor seguridad en el circuito

permitiendo una mayor salvaguarda a la vida, ya sea de los bienes materiales o de

las personas.


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Bi$lio&raf#a

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ml

"ttp:DDes.UiIipedia.orgDUiIiD7ransistorVdeVefectoVcampo

"ttp:DDUUU.repuestoelectronico.comDarc"ivosD7iristores.pdf

"ttp:DDUUU.slides"are.netD)oytronicDtiristores3caractersticas3aplicaciones3y3

funcionamiento

ep*blica )olivariana de @ene#uela

4inisterio del &oder &opular para la Educacin Superior

%niversidad &olit-cnica 7erritorial del 5este de Sucre Clodosbaldo ussianT

Cuman, Edo. Sucre

Transistor de Unin, Transistor de

Efecto de Campo y Tiristores
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001771/html/cap04/04_05_01.htmlhttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001771/html/cap04/04_05_01.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_efecto_campohttp://www.repuestoelectronico.com/archivos/Tiristores.pdfhttp://www.slideshare.net/Boytronic/tiristores-caractersticas-aplicaciones-y-funcionamientohttp://www.slideshare.net/Boytronic/tiristores-caractersticas-aplicaciones-y-funcionamientohttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001771/html/cap04/04_05_01.htmlhttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001771/html/cap04/04_05_01.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_efecto_campohttp://www.repuestoelectronico.com/archivos/Tiristores.pdfhttp://www.slideshare.net/Boytronic/tiristores-caractersticas-aplicaciones-y-funcionamientohttp://www.slideshare.net/Boytronic/tiristores-caractersticas-aplicaciones-y-funcionamiento


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