Reporte de practica transistores

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Práctica  “Transistor BJT”

1. INTRODUCCIÓN

El BJT (transistor de unión bipolar) se construye con tres regiones semiconductoras separadas por dos uniones pn,. Las tres regiones se llaman emisor, base y colector. Existen dos tipos de transistores BJT. Un tipo se compone de dos regiones n separadas por una región p (npn) y el otro tipo consta de dos regiones p separadas por una región n (pnp). El término

bipolar se refiere al uso tanto de huecos como de electrones como portadores de corriente en la estructura de transistor.

En esta practican se presentan diversas mediciones sobre las aplicaciones del transistor, así como sus aplicaciones en un circuito electrónico básico.

1. MARCO TEÓRICO

Construcción básica de un BJT

La unión pn que une la región de la base y la región del emisor se llama unión base-emisor. La unión pn que une la región de la base y la región del colector se llama unión base-colector, en el que un conductor conecta a cada una de estas tres regiones. Estos conductores se designan E, B y C por emisor, base y colector, respectivamente. La región de la base

está ligeramente dopada y es muy delgada en comparación con las regiones del emisor, excesivamente dopada, y la del colector, moderadamente dopada (la siguiente sección explica la razón de esto). La figura 1 muestra los símbolos esquemáticos para los transistores npn y pnp.

[pic 1]

Figura 1.- Símbolos de BJT estándar (transistor de unión bipolar).

Operación Básica del BJT

Para que un BJT opere adecuadamente como amplificador, las dos uniones pn deben estar

correctamente polarizadas con voltajes de cd externos. En esta sección se utiliza principalmente el transistor npn como ilustración. La operación del pnp es la misma que para el npn excepto en que los roles de los electrones y huecos, las polaridades del voltaje de polarización y las direcciones de la corriente se invierten.

La figura 2 muestra los arreglos para polarización tanto de BJT npn como pnp para que operen como amplificador. Observe que en ambos casos la unión base-emisor (BE) está polarizada en directa y la unión base-colector (BC) polarizada en inversa. Esta condición se llama polarización en directa-inversa.

[pic 2]

Figura 2.- Polarización en directa e inversa de un BJT.

Para entender cómo opera un transistor, veamos lo que sucede en el interior de la estructura npn. La región del emisor de tipo n excesivamente dopada tiene una densidad muy alta de los electrones de banda de conducción (libres), como muestra la figura 3. Estos electrones libres se difunden con facilidad a través de la unión BE polarizada en directa hacia la región de la base de tipo p muy delgada y levemente dopada (flecha ancha). La base tiene una baja densidad de huecos,

los cuales son los portadores mayoritarios, representados por los puntos blancos. Un pequeño

porcentaje del número total de electrones libres se va hacia la base, donde se recombinan con huecos y se desplazan como electrones de valencia a través de la base hacia el emisor como corriente de huecos, como lo indican las flechas negras

[pic 3]

Figura 3.- Operación de un BJT que muestra un flujo de electrones.

Cuando los electrones que se recombinaron con huecos como electrones de valencia abandonan las estructuras cristalinas de la base, se transforman en electrones libres en el conductor de la base metálica y producen la corriente de base externa. La mayoría de los electrones libres que entraron a la base no se recombinan con huecos porque es muy delgada.

 A medida que los electrones libres se desplazan hacia la unión BC polarizada en inversa, son arrastrados a través del colector por la atracción del voltaje de alimentación positivo del colector. Los electrones libres se desplazan

a través del colector hacia el circuito externo y luego regresan al emisor junto con la corriente de base, como se indica. La corriente de emisor es un poco más grande que la corriente de colector debido a la pequeña corriente de base que se desprende de la corriente total inyectada a la base proveniente del emisor.

1. DESARROLLO EXPERIMENTAL

Polarización del transistor

Para esta actividad se midió la ganancia del transistor (NPN o PNP), conectando los terminales del transistor a los bornes del multímetro (dispuestos para la medida de ganancia en transistores) se intercambiaron dichos terminales hasta que la pantalla arrojó el valor de la

ganancia del transistor, bajo ésta última condición, los terminales del transistor correspondieron a la configuración indicada en los bornes del multímetro.

Se midieron las combinaciones entre cada uno de los transistores en 3 combinaciones ( B-E, C-E, B-C) con las resistencias figura 4 y en la tabla 1 se muestran los resultados de la medición en cada unión.

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