REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION

I.U.P. “SANTIAGO MARIÑO”MATURIN EDO MONAGAS

ESC 44 – ING ELECTRONICA

Tutora:Mariangela Pollonais

Bachiller:Muñoz Johan

TRANSISTOR

TRANSITOR

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistor de transferencia»). Actualmente se encuentra prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario tales como radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, aunque casi siempre dentro de los llamados circuitos integrados.

FUNCIONAMIENTO

El transistor consta de tres partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales específicos en cantidades específicas) que forman dos uniones bipolares: el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseño de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo,32 a diferencia de los resistores, condensadores e inductores que son elementos pasivos.33

De manera simplificada, la corriente que circula por el colector es función amplificada de la que se inyecta en el emisor, pero el transistor solo gradúa la corriente que circula a través de sí mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta la base para que circule la carga por el colector, según el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificación o ganancia logrado entre corriente de colector y corriente de base, se denomina Beta del transistor. Otros parámetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Máxima, disipación de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se grafican los distintos parámetros tales como corriente de base, tensión Colector Emisor, tensión Base Emisor, corriente de Emisor, etc. Los tres tipos de esquemas(configuraciones) básicos para utilización analógica de los transistores son emisor común, colector común y base común.

TIPOS DE TRANSITOR• Transistor de contacto puntual

Primer transistor, consta de una base de germanio semiconductor, 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. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso, en la actualidad ha desaparecido.

• Transistor de unión bipolar

El transistor de unión, se fabrica básicamente sobre un monocristal de Germanio o Silicio, 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. 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 que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminación (impurezas adicionadas intencionalmente) entre ellas (por lo general, el emisor está mucho más contaminado que el colector).

• Transistor de efecto de campo

El transistor de efecto campo es una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial. La mayoría de los FET están hechos usando las técnicas de procesado de semiconductores habituales, empleando la oblea monocristalina semiconductora como la región activa o canal. Los transistores de efecto de campo más conocidos son los JFET, MOSFET y MISFET.

FototransistorSensible a la luz, normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la región de base, generando portadores en ella. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción. El fototransistor es más sensible que el fotodiodo por el efecto de ganancia propio del transistor.

Un fototransistor es igual a un transistor común, con la diferencia que el primero puede trabajar de 2 formas:1.- Como transistor normal con la corriente de base Ib (modo común).2.- Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. Ip (modo de iluminación).

Se han utilizado en lectores de cinta y tarjetas perforadas, lápices ópticos, etc. Para comunicaciones con fibra óptica se prefiere usar detectores con fotodiodos p-i-n. También se pueden utilizar en la detección de objetos cercanos cuando forman parte de un sensor de proximidad.

Disipadores de calorUn disipador es un componente metálico generalmente de aluminio que se utilizan para evitar que los transistores bipolares se calienten y se dañen. Por ello una manera de aumentar la potencia de un transistor es deshacerse del calor interno del encapsulado.

Transistor de potenciaSon similares a los transistores comunes, con la diferencia que soportan altas tensiones e intensidades que soportan, pero debido a ello también tienen que disipar altas potencias y su recalentamiento es prolongado; para evitar el sobrerecalentamiento se usa los disipadores.

TRANSITOR CONTACTO PUNTUAL

TRANSITOR UNION BIPOLAR

FOTOTRANSITOR DISIPADOR DE CALOR

TRANSITOR DE POTENCIA

Antes de la aparición del transistor, eran usadas las válvulas termoiónicas. Las válvulas tienen características eléctricas similares a la de los transistores de efecto campo (FET): la corriente que los atraviesa depende de la tensión en el terminal llamado rejilla. Las razones por las que el transistor reemplazó a la válvula termoiónica son varias:

Las válvulas necesitan tensiones muy altas, del orden de las centenas de voltios, que son peligrosas para el ser humano.Las válvulas consumen mucha energía, lo que las vuelve particularmente poco útiles para el uso con baterías.El peso: El chasis necesario para alojar las válvulas y los transformadores requeridos para su funcionamiento sumaban un peso importante, que iba desde algunos kilos a decenas de kilos.El tiempo medio entre fallas de las válvulas termoiónicas, el cual es muy corto comparado con el de los transistores, sobre todo a causa del calor generado.Retardo en el arranque: Las válvulas presentan una cierta demora en comenzar a funcionar, ya que necesitan estar calientes para establecer la conducción.El efecto microfónico: Muy frecuente en las válvulas a diferencia de los transistores, que son intrínsecamente insensibles a él.Tamaño: Los transistores son más pequeños que las válvulas. Aunque existe unanimidad sobre este punto, conviene hacer una salvedad: en el caso de dispositivos de potencia, estos deben llevar un disipador, de modo que el tamaño que se ha de considerar es el del dispositivo (válvula o transistor) más el del disipador. Como las válvulas pueden funcionar a temperaturas más elevadas, la eficiencia del disipador es mayor en ellas que en los transistores, con lo que basta un disipador mucho más pequeño.Los transistores trabajan con impedancias bajas, o sea con tensiones reducidas y corrientes altas; mientras que las válvulas presentan impedancias elevadas y por lo tanto trabajan con altas tensiones y pequeñas corrientes.Costo: Los transistores costaban menos que las válvulas, desde su lanzamiento inicial y se contó con la promesa de las empresas fabricantes de que su costo continuaría bajando (como de hecho ocurrió) con suficiente investigación y desarrollo.Como ejemplo de todos estos inconvenientes se puede citar a la primera computadora digital, llamada ENIAC, la cual pesaba más de treinta toneladas y consumía 200 kilovatios, suficientes para alimentar una pequeña ciudad, a causa de sus aproximadamente 18 000 válvulas, de las cuales algunas se quemaban cada día, necesitando una logística y una organización importantes para mantener este equipo en funcionamiento.

El transistor bipolar reemplazó progresivamente a la válvula termoiónica durante la década de 1950, pero no del todo. En efecto, durante los años 1960, algunos fabricantes siguieron utilizando válvulas termoiónicas en equipos de radio de gama alta, como Collins y Drake; luego el transistor desplazó a la válvula de los transmisores pero no del todo en los amplificadores de radiofrecuencia. Otros fabricantes de instrumentos eléctricos musicales como Fender, siguieron utilizando válvulas en sus amplificadores de audio para guitarras eléctricas. Las razones de la supervivencia de las válvulas termoiónicas son varias:

Falta de linealidad: El transistor no tiene las características de linealidad a alta potencia de la válvula termoiónica, por lo que no pudo reemplazarla en los amplificadores de transmisión de radio profesionales y de radioaficionados sino hasta varios años después.Generación de señales armónicas: Las señales armónicas introducidas por la falta de linealidad de las válvulas resultan agradables al oído humano, como demuestra la psicoacústica, por lo que son preferidos por los audiófilos.Sensibilidad a explosiones nucleares: El transistor es muy sensible a los efectos electromagnéticos de las explosiones nucleares, por lo que se siguieron utilizando válvulas termoiónicas en algunos sistemas de control y comando de aviones caza de fabricación soviética.Manejo de altas potencias: Las válvulas son capaces de manejar potencias muy grandes, a diferencia de la que manejaban los primeros transistores; sin embargo a través de los años se desarrollaron etapas de potencia con múltiples transistores en paralelo capaces de conseguir manejo de potencias mayores.

EL TRANSISTOR BIPOLAR FRENTE A LA VÁLVULA TERMOIONICA

CONSTRUCCION INTERNA DE TRANSISTOR

Como todo circuito necesita de dos terminales de entrada y dos de salida, pero al contar en su fabricación solo con tres terminales, se hace necesario adoptar una de las siguientes configuraciones: Emisor común, Base común, Colector común.

Emisor común: La señal se aplica a la base del transistor y se extrae por el colector. El emisor se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene ganancia tanto de tensión como de corriente y alta impedancia de entrada. Como la base está conectada al emisor por un diodo en directo, entre ellos podemos suponer una tensión constante, Vg. También supondremos que β es constante. Entonces tenemos que la tensión de emisor es: VE = VB − Vg

Base Común: La señal se aplica al emisor del transistor y se extrae por el colector. la base se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene ganancia sólo de tensión. La impedancia de entrada es baja y la ganancia de corriente algo menor que uno, debido a que parte de la corriente de emisor sale por la base.

Colector Común: La señal se aplica a la base del transistor y se extrae por el emisor. El colector se conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. En esta configuración se tiene ganancia de corriente, pero no de tensión que es ligeramente inferior a la unidad. Esta configuración multiplica la impedancia de salida por 1/β.

EMISOR COMUN

BASE COMUN

COLECTOR COMUN

Polarizar un transistor significa fijar las tensiones y las corrientes de modo que tomen un determinado valor, al cual le corresponde en el plano de las características un punto Q bien definido, denominado punto "de reposo" o "de trabajo” del circuito.

La red de polarización consta de un conjunto de elementos circuitales a situarse en torno al dispositivo activo para asegurar que el funcionamiento de éste último se realice en el punto de reposo.

La señal alterna se introduce a la base por medio de un capacitor C, el capacitor es un circuito abierto para continua (no afecta la polarización) , siendo a su vez un camino franco para alterna.

Existen 3 formas básicas de hacerlo.

Polarización fija.

Es la polarización o circuito más inestable de los 3 porque el punto de reposo varía con el β (BETA -ganancia del transistor) y con la temperatura.No nos conviene porque si debemos cambiar el transistor por otro igual se movería el punto de reposo debido a que la ganancia del nuevo no va a ser exactamente igual al del que sacamos.

Polarización Colector-base

Esta polarización es más estable que la anterior pero tiene una realimentación, es decir toma tensión de la salida a través de Rb y la vuelve a ingresar por la base. Esto produce interferencias en audio del amplificador.

Autopolarización

Este circuito es el más utilizado de los tres, el punto de reposo apenas depende de β( ganancia del transistor), por eso es más estable si debemos cambiarlo.Para que el punto de reposo no varíe debe hacerse R1 unas 10 veces mayor a R2 y se coloca una resistencia de emisor (RE).

POLARIZACION DE LOS TRANSISTORES

POLARIZACION FIJA POLARIZACION COLECTOR-BASE AUTOPOLARIZACION

Cápsula TO-220. Se utiliza para transistores de menos potencia, para reguladores de tensión en fuentes de alimentación y para tiristores y triacs de baja potencia. Generalmente necesitan un radiador de aluminio, aunque a veces no es necesario, si la potencia que van a disipar es reducida. Abajo vemos la forma de colocarle el radiador y el tornillo de sujeción. Se suele colocar una mica aislante entre el transistor y el radiador, así como un separador de plástico para el tornillo, ya que la parte metálica está conectada al terminal central y a veces no interesa que entre en contacto eléctrico con el radiador.

Cápsula TO-126. Se utiliza en transistores de potencia reducida, a los que no resulta generalmente necesario colocarles radiador.Arriba a la izquierda vemos la asignación de terminales de un transistor BJT y de un Tiristor.Abajo vemos dos transistores que tienen esta cápsula colocados sobre pequeños radiadores de aluminio y fijados con su tornillo correspondiente.

Cápsula TO-92. Es muy utilizada en transistores de pequeña señal.En el centro vemos la asignación de terminales en algunos modelos de transistores, vistos desde abajo.Abajo vemos dos transistores de este tipo montados sobre una placa de circuito impreso. Nótese la indicación "TR5" de la serigrafía, que indica que en ese lugar va montado el transistor número 5 del circuito, de acuerdo al esquema electrónico.

Cápsula TO-18. Se utiliza en transistores de pequeña señal. Su cuerpo está formado por una carcasa metálica que tiene un saliente que indica el terminal del Emisor.

Cápsula miniatura. Se utiliza en transistores de pequeña señal. Al igual que el anterior, tienen un tamaño bastante pequeño.

Cápsula TO-3. Se utiliza para transistores de gran potencia, que siempre suelen llevar un radiador de aluminio que ayuda a disipar la potencia que se genera en él.Arriba a la izquierda vemos su distribución de terminales, observando que el colector es el chasis del transistor. Nótese que los otros terminales no están a la misma distancia de los dos agujeros.A la derecha vemos la forma de colocarlo sobre un radiador, con sus tornillos y la mica aislante. La función de la mica es la de aislante eléctrico y a la vez conductor térmico. De esta forma, el colector del transistor no está en contacto eléctrico con el radiador

TRANSITOR ENCAPSULADO

BIBLIOGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Transistor

http://www.monografias.com/trabajos102/transistores-definicion-tipos-composicion/transistores-definicion-tipos-composicion.shtml#tiposdetra

https://www.ecured.cu/Transistor

https://sites.google.com/site/399electronicatransistores/polarizacion-de-los-transistores

http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso03-04/cce/practicas/encapsulados/encapsulados.htm

GRACIAS POR SU

ATENCION