Transistor upz
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Transistores
Presentación por José Quiles Hoyo
ObjetivosObjetivosObjetivosObjetivos
• Entender la distribución y movimientos de carga en los transistores
• Conocer las estructuras, funcionamiento y características de los diferentes tipos de transistor
• Ser capaz de explicar les diferencias entre el transistor de unión, el JFET y el MOSFET
• Conocer algunas aplicaciones
Presentación por José Quiles Hoyo
• El transistor de unión– Polarización– El amplificador– Modelos
• El transistor de efecto campo– El JFET– El MOSFET– Circuitos lógicos, memorias, CCDs, TFTs
– Fundamentos físicos de la informática, cap. 10– L. Montoto, Fundamentos físicos de la informática y las comunicaciones,
Thomson, 2005– A.M. Criado, F. Frutos, Introducción a los fundamentos físicos de la informática,
Paraninfo, 1999
TransistoresTransistoresTransistoresTransistores
Presentación por José Quiles Hoyo
Presentación por José Quiles Hoyo
TransistoresTransistoresTransistoresTransistores
Presentación por José Quiles Hoyo
I---
e-
-ColectorEmisor
Base
ColectorEmisor
Base
Colector Emisor Base
P N P
Colector Emisor Base
N P N
Base poco dopadaBase poco dopada
Emisor más dopado que colectorEmisor más dopado que colector
El transistor bipolar de unión (BJT)El transistor bipolar de unión (BJT)El transistor bipolar de unión (BJT)El transistor bipolar de unión (BJT)
Presentación por José Quiles Hoyo
p
E
pn
V V0
E
Unión no polarizadaUnión no polarizadaUnión no polarizadaUnión no polarizada
Presentación por José Quiles Hoyo
similar a dos diodos con polarización directa
p
E
pn
V V0
E
IE IB IC
IB + IC = IE
El transistor polarizado (saturación)El transistor polarizado (saturación)El transistor polarizado (saturación)El transistor polarizado (saturación)
Presentación por José Quiles Hoyo
p
E
pn
V
V0
E
IE = IC = IB = 0
similar a dos diodos con polarización inversa
El transistor polarizado (corte)El transistor polarizado (corte)El transistor polarizado (corte)El transistor polarizado (corte)
Presentación por José Quiles Hoyo
p
E
pn
E
(P) Emisor (P) Colector(N) Base
IE
IB
InB
IBB
InC
IpB
ICBC II
Transistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activa
Presentación por José Quiles Hoyo
(P) Emisor (P) Colector(N) Base
IE
IB
InB
IBB
InC
IpB
IC
BC inversa puede conducir si BE directa
Los huecos que se difunden de E a B llegan a C
factor de gananciaBC II
Transistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activaTransistor polarizado en forma activa
Presentación por José Quiles Hoyo
(P) Emisor (P) Colector(N) Base
IE
IB
InBIBB
InC
IpB
IB = -InC + IBB +InB IC = IpB - IBB + InCIE = IpB + InB
IC
IpB, huecos que por difusión pasan del emisor a la
base.
InB, electrones que pasan de la base al emisor.
IBB, electrones procedentes del circuito para cubrir las
recombinaciones.
InC, débil corriente de electrones del colector a la base.
Presentación por José Quiles Hoyo
Hay 4 variables que dependen el tipo de conexión: Vsalida, Ventrada, Isalida, Ientrada.
Base común
Variables:
VBE, VCB, IE, IC
E
B
C
Emisor común
Variables:
VBE, VCE, IB, IC
B
E
C B E
C
Colector común
Variables:
VCB, VCE, IB, IE
Configuraciones del transistorConfiguraciones del transistorConfiguraciones del transistorConfiguraciones del transistor
Presentación por José Quiles Hoyo
RC
VCCIB = 1 mA
VBB
RB
n
C
B p
n
IC = 99 mA
IE = 100 mA
E100 %
99 %
1 %
99E
c
I
I
RC
RB
VBE VCCVBB
VCE
IC
IB
Configuración en emisor comúnConfiguración en emisor comúnConfiguración en emisor comúnConfiguración en emisor común
E
C
B
Presentación por José Quiles Hoyo
RC
RB
VBEVBB
VCE
IC
VCC
E
C
B
Curva característica de entradaCurva característica de entradaCurva característica de entradaCurva característica de entrada
IB
VBE
IB
0,7 VVBE = VBB - IB RB
VBE 0,7 V
Presentación por José Quiles Hoyo
Curva característica de salidaCurva característica de salidaCurva característica de salidaCurva característica de salida
VCE (V)
IC
IB = 20 µA
IB = 40 µA
IB = 60 µA(mA)RC
RB
VBEVBB
VCE
IC
VCC
E
C
B
IB
VCE = VCC - IC RC
Presentación por José Quiles Hoyo
Variables: VBE, VCE, IB, IC
RB
RC
+VCC
Vsalida
Ventrada
RC
RB
VBE VCCVBB
VCE
IC
IB VBE 0,7 V para silicio
IC = IB
VBE = VBB - IB RB
VCE = VCC - IC RC
IC
IB
Emisor común: variablesEmisor común: variablesEmisor común: variablesEmisor común: variables
Presentación por José Quiles Hoyo
• En región activa: unión EB con polarización directa, BC con polarización inversa. Aplicación en amplificación.• En región de corte: las dos uniones polarizadas inversamente: circuito abierto.• En región de saturación: las dos uniones polarizadas directamente: cortocircuito.
IB = 0 µA
IB = 40 µA
IB = 20 µA
I C (
mA
)
VCE (V)
Región de saturación
Región activa
Región de corte
IB = 80 µA
IB = 60 µA
RC
RB
VBE
VCCVBB VCE
„
„Ruptura
Curvas características del transistor CECurvas características del transistor CECurvas características del transistor CECurvas características del transistor CE
Presentación por José Quiles Hoyo
VBB (V) VCE (V) Ic (mA) IB (mA)0,7 10 0 00,8 9,375 0,625 6,250,9 8,75 1,25 12,5
1 8,125 1,875 18,751,2 6,875 3,125 31,251,4 5,625 4,375 43,751,6 4,375 5,625 56,251,8 3,125 6,875 68,75
2 1,875 8,125 81,252,2 0,625 9,375 93,752,3 0 10 100
VBE = -IB RB+ VBB
RC =1 k
RB=16 k
VBE VCC=10 VVBB = 2 V
VCE
IC
VCEVCC = 10 V
C
CC
R
V
IB1
IB2
IB4
IB3
= 100 VBE 0,7 V
VCE = VCC - IC RC = 10 - 8,125 = 1,875 V
A25,8116000
7,02m
B
BEBBB R
VVI
Ic = IB = 8,125 mA
Q
Q
Q
Saturación
Corte
IC
IB
Re
gió
n a
ctiv
a
línea de carga
Línea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamiento
Presentación por José Quiles Hoyo
Línea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamientoLínea de carga y punto de funcionamiento
V BE 0.7 V VCE (V) Ic (mA)
0 12.00 5.120 6.8801000 12 0.00
100k 160
12 V
5 V
43.000 IB 043 µA 30.1 PEB 030 µW
6.880 Ic 007 mA 35.2256 PCE 035 mW
6.923 IE 007 mA PT 035 mW
5.120 VCE 005 V
4.420 VCB 004 V
VCC
VBB
RB
RC
0
2
4
6
8
10
12
14
0 2 4 6 8 10 12 14
I c(m
A)
Vcc (V)
043 µA 007 mA
007 mA
005 V
E
C
B