Electrónica I . El Transistor Bipolar

República Bolivariana de Venezuela[pic 1]

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

Universidad Nacional Experimental Politécnica

“Antonio José de Sucre”

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Profesor:        Integrantes:

Miguel Ovalles                                                                                                 Jesús Bisval. Exp: 2014100185

Electrónica I                                                                                         Yhorman Avariano. Exp: 2013200208

Introducción

Durante el desarrollo de este informe hablaremos sobre uno de los dispositivos que ha revolucionado el mundo de la electrónica desde el momento de su invención, el transistor, el cual es sin duda alguna uno de los mejores inventos del hombre, diseñado para operar en circuitos electrónicos como amplificador, oscilador o conmutador. El termino transistor de un acrónimo de Transfer y Resistor (resistencia de transferencia) y se compone de tres terminales: emisor, base y colector.

Estudiaremos las principales características del transistor BJT, así como su aspecto físico, su estructura básica y la simbología utilizada para el mismo. Se abarcará de igual manera el tema de la polarización y los métodos mediante los cuales el transistor es capaz de ejercer las distintas funciones.

El Transistor Bipolar

El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en el gráfico de transistor. El transistor es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos una cantidad de corriente por una de sus patillas (base), el entregará por otra (emisor), una cantidad mayor a ésta, en un factor que se llama amplificación. Este factor se llama b (beta) y es un dato propio de cada transistor.

El transistor bipolar es el más común de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio. Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor.

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Estructura del Transistor Bipolar

El transistor bipolar es un dispositivo formado por  tres regiones semiconductoras, entre las cuales se forman unas uniones (uniones PN).

Siempre se ha de cumplir que el dopaje de las regiones sea alterno, es decir, si el emisor es tipo P, entonces la base será tipo N y el colector tipo P. Esta estructura da lugar a un transistor bipolar tipo PNP. Si el emisor es tipo N, entonces la base será P y el colector N, dando lugar a un transistor bipolar tipo NPN.

El transistor se fabrica sobre un substrato de silicio, en el cual se difunden impurezas, de forma que se obtengan las tres regiones antes mencionadas. Sobre una base n (substrato que actúa como colector), se difunden regiones p y n+, en las que se ponen los contactos de emisor y base.

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Mecanismo de Conducción de Corriente.

En una configuración normal, la unión base-emisor se polariza en directa y la unión base-colector en inversa. Debido a la agitación térmica los portadores de carga del emisor pueden atravesar la barrera de potencial emisor-base y llegar a la base. A su vez, prácticamente todos los portadores que llegaron son impulsados por el campo eléctrico que existe entre la base y el colector.

La región de la base en un transistor debe ser constructivamente delgada, para que los portadores puedan difundirse a través de esta en mucho menos tiempo que la vida útil del portador minoritario del semiconductor, para minimizar el porcentaje de portadores que se recombinan antes de alcanzar la unión base-colector. El espesor de la base debe ser menor al ancho de difusión de los electrones.

Modelo de la unión Base-Emisor y Colector-Base

Cuando la unión emisor base está polarizada en sentido directo y la unión base colector lo está en sentido inverso, se dice que el transistor está funcionando en el modo activo.

Este tipo de funcionamiento presenta propiedades de amplificación, ya que la corriente del colector puede experimentar grandes cambios con pequeñas variaciones en la tensión emisor-base.

En efecto, al polarizar en sentido directo la unión emisor-base, se inyecta un exceso de huecos en la base, exceso que se difunde hacia el colector. Si el espesor de la base es muy pequeño (menor que una longitud de difusión) una gran parte de los huecos inyectados desde el emisor llega hasta la unión base-colector por lo que la corriente que atraviesa esta unión es mucho más intensa que la corriente inversa correspondiente a una unión p-n aislada. Por otra parte, pequeñas variaciones en la tensión emisor-base provocan grandes variaciones en la corriente que atraviesa dicha unión, y por tanto la corriente de colector también sufrirá grandes variaciones. En definitiva, en un transistor funcionando en modo activo, se produce un traslado de corriente desde un circuito de baja resistencia (el circuito que contiene la unión emisor-base) a otro circuito de resistencia elevada (circuito con la unión base-colector), produciéndose una amplificación de potencia.

Amplificación de Corriente en el Transistor

El transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. La corriente que circula por el "colector" es función amplificada de la que se inyecta en el "emisor", pero el transistor sólo 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.

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