Construcción y operación de transistores

CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DE TRANSISTORES.

El transistor está compuesto por tres zonas de dopado, como se ve en la figura:

Figura Uniones en El Transistor.

La zona superior es el "Colector", la zona central es la "Base" y la zona inferior es el "Emisor". El Emisor está muy impurificado, la Base tiene una impurificación muy baja, mientras que el Colector posee una impurificación intermedia. En este ejemplo concreto el transistor es un dispositivo NPN, aunque también podría ser un PNP. En principio es similar a dos diodos. Un transistor es similar a dos diodos, el transistor tiene dos uniones: una entre el emisor y la base y la otra entre la base y el colector. El emisor y la base forman uno de los diodos, mientras que el colector y la base forman el otro. Estos diodos son denominados: "Diodo de emisor" (el de la izquierda en este caso) y "Diodo de colector" (el de la derecha en este caso).

Figura Transistor (a) NPN, (b) PNP

Antes y después de la difusión. Vamos a hacer un estudio del transistor NPN, primeramente cuando está sin polarizar (sin pilas y en circuito abierto) se produce una "Difusión" (como un gas en una botella), donde los electrones cruzan de la zona n a la zona p, se difunden, encuentran un hueco y se recombinan. Esto hace que en las uniones entre las zonas n y p se creen iones positivos y negativos.

Figura Movimiento electrónico en un transistor.

Esta difusión y recombinación se da hasta llegar al equilibrio, hasta conseguir una barrera de potencial de 0,7 V (para el Si). Se crean 2 z.c.e., una en la unión E-B (WE) y otra en la unión C-B.

Si se conectan fuentes de tensión externas para polarizar al transistor, se obtienen resultados nuevos e interesantes. Hay 3 configuraciones:

• Base común (BC).

• Emisor común (EC).

• Colector común (CC).

Cada una de estas configuraciones a su vez puede trabajar en 4 zonas diferentes:

Zona de trabajo Condiciones Utilización

Activa UE en Directa y UC en Inversa. Amplificadores

Saturación UE en Directa y UC en Directa. Conmutación

Corte UE en Inversa y UC en Inversa. Conmutación

Activa invertida UE en Inversa y UC en Directa. Sin utilida

Tabla. Posibilidades de uso de un transistor.

Con esto vemos que el transistor puede trabajar de 12 formas diferentes.

Figura. Diferentes regiones de trabajo de un transistor.

En su forma básica el transistor de puntas de contacto está hecho de un pequeño cubo de material semiconductor de tipo N en el cual se encuentran adheridos dos alambres muy finos considerablemente juntos; estos alambres se denominan "bigotes de gato". La separación de los bigotes es del orden de las 50 micras.

Durante el proceso de fabricación la unidad es tratada de forma que los átomos de los alambres de contacto emigren dentro del tubo semiconductor para formar pequeñas regiones tipo P en sus extremidades.

Uno de los bigotes sirve como electrodo emisor y el otro como colector, mientras que el cubo semiconductor es la base del transistor. En la figura 6.5 se ha representado esquemáticamente un transistor de puntas de contacto.

Esta clase de transistor tiene una extrema alta ganancia y una muy buena característica de altas frecuencias. Pero resultan bastante ruidosos, inestables y bastante difíciles de fabricar, por cuyo motivo resultan poco ventajosos para su utilización.

Transistor de Unión

Al transistor de unión también se le denomina transistor de contacto desarrollado; como su nombre lo indica, este tipo de transistor está basado en el aumento del (de los) contacto de las uniones P - N durante el proceso de fabricación del cristal original.

Para la fabricación del transistor de unión se parte de una barra de germanio puro, a la que se le van introduciendo alternativamente impurezas del tipo P y del tipo N. ello motiva

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