25669075
Descrição
Mapa Mental por JESUS ALEJANDRO MONTES SALHUA, atualizado more than 1 year ago
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Criado por JESUS ALEJANDRO MONTES SALHUA
aproximadamente 6 anos atrás
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TRANSISTORES DE UNIÓN BIPOLAR BJT
- Son dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy
cercanas entre sí, que permite aumentar la corriente y disminuir el voltaje,
además de controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La
denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al
desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones
negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen
ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.
- TIPOS DE TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR
- TRANSISTORES NPN
- NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y
"P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes
regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día
son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los
"huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades
de operación. Los transistores NPN consisten en una capa de material
semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de material dopado N. Una
pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es
amplificada en la salida del colector. La flecha en el símbolo del transistor NPN
está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente
convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.
- NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y
"P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes
regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día
son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los
"huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades
de operación. Los transistores NPN consisten en una capa de material
semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de material dopado N. Una
pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es
amplificada en la salida del colector. La flecha en el símbolo del transistor NPN
está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente
convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.
- TRANSISTORES PNP
- El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N"
refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del
transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN
brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias. Los
transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N
entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente
operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la
fuente de alimentación a través de una carga eléctrica externa. Una pequeña
corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor
circule desde el emisor hacia el colector. La flecha en el transistor PNP está en el
terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional
circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.
- El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N"
refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del
transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN
brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias. Los
transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N
entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente
operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la
fuente de alimentación a través de una carga eléctrica externa. Una pequeña
corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor
circule desde el emisor hacia el colector. La flecha en el transistor PNP está en el
terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional
circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.
- TRANSISTORES NPN
- TIPOS DE TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR
- Un transistor de unión bipolar está formado por
dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor,
separados por una región muy estrecha
- EMISOR
- que se diferencia de las otras dos
por estar fuertemente dopada,
comportándose como un metal.
Su nombre se debe a que esta
terminal funciona como emisor
de portadores de carga.
- que se diferencia de las otras dos
por estar fuertemente dopada,
comportándose como un metal.
Su nombre se debe a que esta
terminal funciona como emisor
de portadores de carga.
- BASE
- La intermedia, muy
estrecha, que separa el
emisor del colector.
- La intermedia, muy
estrecha, que separa el
emisor del colector.
- COLECTOR
- De extensión
mucho
mayor
- De extensión
mucho
mayor
- EMISOR
- ESTRUCTURA
- Un transistor de unión bipolar consiste en tres regiones
semiconductoras dopadas: la región del emisor, la región de la
base y la región del colector. Estas regiones son,
respectivamente, tipo P, tipo N y tipo P en un PNP; y tipo N,
tipo P, y tipo N en un transistor NPN. Cada región del
semiconductor está conectada a un terminal, denominado
emisor (E), base (B) o colector (C), según corresponda.
- Un transistor de unión bipolar consiste en tres regiones
semiconductoras dopadas: la región del emisor, la región de la
base y la región del colector. Estas regiones son,
respectivamente, tipo P, tipo N y tipo P en un PNP; y tipo N,
tipo P, y tipo N en un transistor NPN. Cada región del
semiconductor está conectada a un terminal, denominado
emisor (E), base (B) o colector (C), según corresponda.
- CONTROL DE TENSIÓN, CARGA Y CORRIENTE
- La corriente colector-emisor puede ser vista como controlada por la corriente base-emisor (control de
corriente), o por la tensión base-emisor (control de voltaje). Esto es debido a la relación tensión-corriente de
la unión base-emisor, la cual es la curva tensión-corriente exponencial usual de una unión PN (es decir, un
diodo). En el diseño de circuitos analógicos, el control de corriente es utilizado debido a que es
aproximadamente lineal. Esto significa que la corriente de colector es aproximadamente β veces la corriente
de la base. Algunos circuitos pueden ser diseñados asumiendo que la tensión base-emisor es
aproximadamente constante, y que la corriente de colector es β veces la corriente de la base. No obstante,
para diseñar circuitos utilizando BJT con precisión y confiabilidad, se requiere el uso de modelos
matemáticos del transistor como el modelo Ebers-Moll.
- La corriente colector-emisor puede ser vista como controlada por la corriente base-emisor (control de
corriente), o por la tensión base-emisor (control de voltaje). Esto es debido a la relación tensión-corriente de
la unión base-emisor, la cual es la curva tensión-corriente exponencial usual de una unión PN (es decir, un
diodo). En el diseño de circuitos analógicos, el control de corriente es utilizado debido a que es
aproximadamente lineal. Esto significa que la corriente de colector es aproximadamente β veces la corriente
de la base. Algunos circuitos pueden ser diseñados asumiendo que la tensión base-emisor es
aproximadamente constante, y que la corriente de colector es β veces la corriente de la base. No obstante,
para diseñar circuitos utilizando BJT con precisión y confiabilidad, se requiere el uso de modelos
matemáticos del transistor como el modelo Ebers-Moll.
- REGIONES OPERATIVAS DEL TRANSISTOR
- REGIÓN ACTIVA DIRECTA EN CUANTO A LA POLARIDAD
- Cuando un transistor no está ni en su región de
saturación ni en la región de corte entonces está
en una región intermedia, la región activa. En
esta región la corriente de colector (Ic) depende
principalmente de la corriente de base (Ib), de β
(ganancia de corriente, es un dato del fabricante)
y de las resistencias que se encuentren
conectadas en el colector y emisor. Esta región es
la más importante si lo que se desea es utilizar el
transistor como un amplificador de señal.
- Cuando un transistor no está ni en su región de
saturación ni en la región de corte entonces está
en una región intermedia, la región activa. En
esta región la corriente de colector (Ic) depende
principalmente de la corriente de base (Ib), de β
(ganancia de corriente, es un dato del fabricante)
y de las resistencias que se encuentren
conectadas en el colector y emisor. Esta región es
la más importante si lo que se desea es utilizar el
transistor como un amplificador de señal.
- REGIÓN INVERSA
- Al 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. Debido a
que la mayoría de los BJT son diseñados para maximizar la
ganancia de corriente en modo activo, el parámetro beta en
modo inverso es drásticamente menor al presente en modo
activo.
- Al 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. Debido a
que la mayoría de los BJT son diseñados para maximizar la
ganancia de corriente en modo activo, el parámetro beta en
modo inverso es drásticamente menor al presente en modo
activo.
- REGIÓN DE CORTE
- En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del
transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (como no
hay corriente circulando, no hay caída de voltaje, ver Ley de
Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la
corriente de base = 0 (Ib =0) De forma simplificada, se puede
decir que el la unión CE se comporta como un circuito abierto,
ya que la corriente que lo atraviesa es cero.
- En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del
transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (como no
hay corriente circulando, no hay caída de voltaje, ver Ley de
Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la
corriente de base = 0 (Ib =0) De forma simplificada, se puede
decir que el la unión CE se comporta como un circuito abierto,
ya que la corriente que lo atraviesa es cero.
- REGIÓN DE SATURACIÓN
- En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de
alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el
emisor o en ambos, ver Ley de Ohm. Se presenta cuando la diferencia de
potencial entre el colector y el emisor desciende por debajo del valor
umbral VCE, sat. Cuando el transistor esta en saturación, la relación lineal
de amplificación es Ic=β·Ib (y por ende, la relación Ie=(β+1)·Ib ) no se cumple.
De forma simplificada, se puede decir que la unión CE se comporta como
un cable, ya que la diferencia de potencial entre C y E es muy próxima a
cero.
- En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de
alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el
emisor o en ambos, ver Ley de Ohm. Se presenta cuando la diferencia de
potencial entre el colector y el emisor desciende por debajo del valor
umbral VCE, sat. Cuando el transistor esta en saturación, la relación lineal
de amplificación es Ic=β·Ib (y por ende, la relación Ie=(β+1)·Ib ) no se cumple.
De forma simplificada, se puede decir que la unión CE se comporta como
un cable, ya que la diferencia de potencial entre C y E es muy próxima a
cero.
- REGIÓN ACTIVA DIRECTA EN CUANTO A LA POLARIDAD
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