Transistores cfl

Carlos Fuentes Loaiza

Transistores


Concepto

• La palabra transistor debe su nombre a TRANSFERENCIA y RESISTOR, porque quienes lo descubrieron asumieron que era como transferir una resistencia de un circuito a otro.

• El descubrimiento de este componente vino a reducir los aparatos electrónicos de forma considerable, ya que los desarrollados con tubos o válvulas electrónicas eran de tamaño grande, además del calor que generaban y por lo mismo un consumo mayor de energía eléctrica.


Tipos de Transistores

• Los transistores NPN están formados por dos capas tipo N en los extremos y una capa P al centro, consta de tres pines: Base (capa P), colector (capa N) y emisor (capa N). En un circuito con transistores NPN la base es polarizada tanto positiva como negativamente, el emisor se conecta a tierra ya sea directamente o través de un resistor o choque, cuando se trata de circuitos de radiofrecuencia. El colector se conecta al positivo y es donde se obtiene la señal amplificada.


Tipos de Transistores

• Los transistores PNP están formados por dos capas tipo P en los extremos y una capa N al centro, consta de tres pines al igual que el NPN: Base (capa N), colector (capa P) y emisor (capa P). En un circuito con transistores PNP la base es polarizada tanto positiva como negativamente, el emisor se conecta al positivo ya sea directamente o través de un resistor o choque, de este se obtienen las señales amplificadas. El colector se conecta al negativo.


Funcionamiento de un Transistor

• Conectemos, en el sentido directo, la juntura a una batería de bajo voltaje, presenta baja resistencia y circulando con relativa facilidad una pequeña corriente entre emisor y base, o CORRIENTE DE BASE, o intensidad de base (lb): Por lo delgada que es la capa central de la base, circula por ella una corriente de baja intensidad, otro factor es la cantidad de material dopante mezclado con el semiconductor.

• Si la capa de la base es del tipo N se dopa poco, de tal forma que solo quede una pequeñísima cantidad de electrones libres deambulando por el material y por ende la corriente eléctrica que los utilice como PORTADORES de la energía será también de poca intensidad.


JFET

• El JFET (Junction Field-Effect Transistor, en español transistor de efecto de campo de juntura o unión) es un dispositivo electrónico, esto es, un circuito que, según unos valores eléctricos de entrada, reacciona dando unos valores de salida. En el caso de los JFET, al ser transistores de efecto de campo eléctrico, estos valores de entrada son las tensiones eléctricas, en concreto la tensión entre los terminales S (fuente) y G (puerta), VGS. Según este valor, la salida del transistor presentará una curva característica que se simplifica definiendo en ella tres zonas con ecuaciones definidas: corte, óhmica y saturación.


Formulas del Transistor

• Para |VGS| < |Vp| (zona activa), la curva de valores límite de ID viene dada por la expresión:• Siendo la IDSS la ID de saturación que

atraviesa el transistor para VGS = 0, la cual viene dada por la expresión:• Los puntos incluidos en esta curva

representan las ID y VGS (punto de trabajo, Q) en zona de saturación, mientras que los puntos del área inferior a ésta representan la zona óhmica.


MOSFET

• El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (en inglés Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor) es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue mucho más popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores comerciales están basados en transistores MOSFET.

• El MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales llamados surtidor (S), drenador (D), compuerta (G) y sustrato (B). Sin embargo, el sustrato generalmente está conectado internamente al terminal del surtidor, y por este motivo se pueden encontrar dispositivos MOSFET de tres terminales.


Funcionamiento• Existen dos tipos de transistores MOSFET, ambos basados en la

estructura MOS.• Los MOSFET de enriquecimiento se basan en la creación de un

canal entre el drenador y el surtidor, al aplicar una tensión en la compuerta. La tensión de la compuerta atrae portadores minoritarios hacia el canal, de manera que se forma una región de inversión, es decir, una región con dopado opuesto al que tenía el sustrato originalmente. El término enriquecimiento hace referencia al incremento de la conductividad eléctrica debido a un aumento de la cantidad de portadores de carga en la región correspondiente al canal. El canal puede formarse con un incremento en la concentración de electrones (en un nMOSFET o NMOS), o huecos (en un pMOSFET o PMOS). De este modo un transistor NMOS se construye con un sustrato tipo p y tiene un canal de tipo n, mientras que un transistor PMOS se construye con un sustrato tipo n y tiene un canal de tipo p.

• Los MOSFET de empobrecimiento tienen un canal conductor en su estado de reposo, que se debe hacer desaparecer mediante la aplicación de la tensión eléctrica en la compuerta, lo cual ocasiona una disminución de la cantidad de portadores de carga y una disminución respectiva de la conductividad.


Saturación o Activa

• NMOS en la región de saturación. Al aplicar una tensión de drenador más alta, los electrones son atraídos con más fuerza hacia el drenador y el canal se deforma.Cuando VGS > Vth y VDS > ( VGS – Vth )Cuando la tensión entre drenador y surtidor supera cierto límite, el canal de conducción bajo la puerta sufre un estrangulamiento en las cercanías 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 eléctrico entre ambos, pero se hace independiente de la diferencia de potencial entre ambos terminales.En esta región la corriente de drenador se modela con la siguiente ecuación:

• Cuando VGS > Vth y VDS > ( VGS – Vth )

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