TRANSISTORES BIPOLARES

DE JUNTURA (BJT)

Ing. Raúl Rojas Reátegui

El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia

de transferencia").

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de

amplificador, oscilador, conmutador o rectificador, etc.

Es considerado uno de los mejores inventos del siglo XX, permitió el desarrollo de

la electrónica y de sus múltiples aplicaciones, ya que este superó ampliamente las

dificultades que presentaban sus antecesores, las válvulas.

Historia del Transistor

Los transistores, desarrollados en 1947 por los físicos Shockley, Bardeen y

Brattain, resolvieron todos estos inconvenientes y abrieron el camino,

mismo que, junto con otras invenciones –como la de los circuitos integrados–

potenciarían el desarrollo de las computadoras. Y todo a bajos voltajes, sin

necesidad de disipar energía (como era el caso del filamento), en dimensiones

reducidas y sin partes móviles o incandescentes que pudieran romperse.

Los materiales empleados para su fabricación son: Germanio, Silicio. Estos

tienen la propiedad de acelerarse grandemente el movimiento de los electrones

por medio de una corriente eléctrica.

El tamaño y peso de los transistores es bastante menor que los tubos de vacío.

En cuanto a su estructura, se encuentran formados por tres elementos:

Emisor: Emite los portadores de corriente,(huecos o electrones). Su labor

es la equivalente al cátodo en los tubos de vacío o "lámparas" electrónicas.

Base: Controla el flujo de los portadores de corriente. Su labor es la

equivalente a la rejilla cátodo en los tubos de vacío o "lámparas"

electrónicas.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS

Colector: Capta los portadores de corriente emitidos por el emisor. Su

labor es la equivalente a la placa en los tubos de vacío o "lámparas"

electrónicas.

Posee amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación).

Sirve como generador de señal (osciladores, generadores de ondas,

emisión de radiofrecuencia)

Permite la conmutación, actuando como interruptores (control de relés,

fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas).

Es detector de radiación luminosa (fototransistores).

El consumo de energía es sensiblemente bajo.

Pueden ser de dos tipos:

La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de

aceptadores o "huecos" (cargas positivas).

La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN,

donde la letra intermedia siempre corresponde a la característica de la base, y las

otras dos al emisor y al colector.

Dos de los tres terminales actúan como terminales de entrada (control).

Dos de los tres terminales actúan como terminales de salida. Un terminal es

común a entrada y salida.

Su diferencia entre un transistor NPN y PNP, radica en la dirección del flujo de la

corriente, en la base, colector y emisor que se muestra en ambos gráficos

La potencia consumida en la entrada es menor que la controlada en la

salida.

La tensión entre los terminales de entrada determina el comportamiento

eléctrico de la salida.

La salida se comporta como:

Fuente de corriente controlada (zona lineal o activa).

Corto circuito (saturación).

Circuito abierto (corte).

1β

/TBC

UV

R

S eI

TBCTBE UVUVS eeI //

EI

CI

BI

BEV

BCV

1β

/TBE

UV

F

S eI

1β

1β

// TBCTBE

UV

R

SUV

F

SB e

Ie

II

TBCTBETBC UVUVSUVR

SC eeIe

II

///1

β

Modelo circuital

genérico

Modelo de Ebers-Moll

ZAD,BEV

Transistor BJT

TBE UV

F

SB e

II

/

β

BFC II β

BFE II )1β(

1β

/TBC

UV

R

S eI

TBCTBE UVUVS eeI //

EI

CI

BI

BEV

BCV

1β

/TBE

UV

F

S eI

BF Iβ

EI

CI

BI

BEV

BCV

F

SI

β

BF Iβ

EI

CI

BI

ZAD,BEV

BCV

Modelos circuitales simplificados

ZAD: VBE > 0, VBC < 0

XX

X

ZAI,BCV

Transistor BJT

TBC UV

R

SB e

II

/

β

BRE II β

BRC II )1β(

1β

/TBC

UV

R

S eI

TBCTBE UVUVS eeI //

EI

CI

BI

BEV

BCV

1β

/TBE

UV

F

S eI

BRIβ

EI

CI

BI

BEV

BCV

R

SI

β

BRIβ

EI

CI

BI

BEV

ZAI,BCV

ZAD,ZAI, BEBC VV

FR ββ

Modelos circuitales simplificados

ZAI: VBE < 0, VBC > 0

XX

X

TBC UV

R

S eI /

β

TBCTBE UVUVS eeI //

EI

CI

BI

BEV

BCV

TBE UV

F

S eI /

β

Transistor BJT

1β

/TBC

UV

R

S eI

TBCTBE UVUVS eeI //

EI

CI

BI

BEV

BCV

1β

/TBE

UV

F

S eI

satCE,V

EI

CI

BI

sat,BEV

BCV

ZAD,sat, BEBE VV

sat,CEV

Modelos circuitales simplificados

Saturación: VBE > 0, VBC > 0

X

X

Transistor BJT

1β

/TBC

UV

R

S eI

TBCTBE UVUVS eeI //

EI

CI

BI

BEV

BCV

1β

/TBE

UV

F

S eI

EI

CI

BI

BEV

BCV

Modos de operación

Modelos circuitales simplificados

Corte: VBE < 0, VBC < 0

X

X

X X

Dicho de otra manera

Modo Unión E-B Unión C-B

Corte Inverso Inverso

Activo Directo Inverso

Saturación Directo Directo

ZAD

SATURACIÓNDIRECTA

ZAISATURACIÓN

INVERSA

CORTE

CORTE

Resumen

IC 0, IE 0

y IB 0-IC a·IE y -IB (1-a)·IE

-IC -b·IB y IE -(1+b)·IB

VCB < 0

Zona Activa

IE

-IB

-IC

-

+VCBP

P N

VEB

R

V1

Zona de Corte

IE

-IB

-IC

-

+VCBP

P N

VBE

R

V1 IE

-IB

-IC

-

+VCBP

P N

VEB

R

V1

Zona de Saturación

VCB > 0 (VCE 0)

-IC V1/R

Circuitos Equivalen del transistores

ATE-UO Trans 04

Vsis

+

-

Vs=0

is

is=0

+

-Vs

Vs

is

+

-=

Zona Activa

Zona de

Saturación Vs

is

+

-=

Zona de

Corte Vs

is

+

-=

Configuraciones del BJT

Esta configuración se utiliza para propósitos de acoplamiento de impedancias.

Pues tiene alta impedancia de entrada y baja de salida, al contrario de las

otras dos configuraciones.

Para todos los propósitos prácticos las características de salida de esta

configuración son las mismas que se usan para EMISOR común.

Encapsulado de transistores

ATE-UO Trans 74

Encapsulado

TO-220

MJE13008 (NPN)

IRF840 (MOSFET, N)

BDX53C (Darlington)

Encapsulado

TO-126 (SOT-32)

BD135 (NPN)

BD136 (PNP)

Encapsulado

TO-92

BC548 (NPN)

BC558 (PNP)

Encapsulado

TO-3

2N3055 (NPN)

BU326 (NPN)

TRANSISTORES DE EFECTO

DE CAMPO (FET)

Ing. Raúl Rojas Reátegui

En los 60’s se fabricaron los primeros transistores FET.

Poseen tres pines Compuerta (GATE=G), Drenaje (DRAIN=D) y Fuente

(SOURCE=S).

Cuando se aplica un voltaje en la compuerta, esto permite que circule una

corriente desde la fuente hacia el drenaje.

En los FET la corriente es conducida por un único tipo de portador

(electrones o lagunas).

Los FET son pequeño y fáciles de fabricar.

Su uso esta muy expandido en circuitos integrados.

TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO (FET)

CLASIFICACIÓN DE LOS TRANSISTORES

TRANSISTORES

BJT

PNP

NPN

FET

JFET

CANAL N

CANAL P

MESFET CANAL N

MOSFET

ACUMULACIÓN

CANAL N

CANAL P

DEFLEXIÓN

CANAL N

CANAL P

BJT:Transistores bipolares de unión.

FET: Transistores de efecto de campo.

JFET: Transistores de efecto de campo de unión.

MESFET: Transistores de efecto de campo de metal semiconductor.

MOSFET: Transistores de efecto de campo de metal-oxido-semiconductor.

Transistores JFET

Canal N Canal P

G

D

S

G

D

S

G - Puerta (GATE)

D - Drenador (DRAIN)

S - Surtidor o fuente (SOURCE)

Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)

Canal N Canal P

G

D

S

G

D

S

G

D

SG

D

SCanal N Canal P

MOSFET acumulación MOSFET deplexión

Funciona con base al efecto de un campo eléctrico de una unión PN que

afecta el movimiento de los portadores.

Es un dispositivo unipolar, solo un tipo de portador es responsable de

casi toda la corriente que circula entre la fuente y el drenaje.

Tiene una alta resistencia de entrada, en comparación con el transistor

bipolar.

Es relativamente menos sensible a la temperatura e inmune a la

radiación.

Tiene poca ganancia y es más económico de producir que el bipolar.

TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE UNION (JFET)