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Curvas características

Al ser el transistor bipolar un dispositivo triterminal son necesarios seis parámetros para determinar el estado eléctrico del mismo: tres tensiones y tres corrientes. Aplicando las leyes básicas de resolución de circuitos pueden presentarse dos ecuaciones:

ecuacion Vbe ecuacion Ib+Ic+Ie

Por ello, los parámetros independientes se reducen a cuatro. En un circuito determinado y bajo la acción de unas excitaciones concretas, existirán unos valores de estos cuatro parámetros que caracterizan por completo el estado del transistor. Dicho cuarteto se denomina punto de operación (Q).

Las curvas características más empleadas en la práctica son las que relacionan VBE con IB y VCE con IC e IB. Con frecuencia, estas curvas son facilitadas por los fabricantes.

Características VBE-IB

Mediante esta curva podemos determinar los efectos que producen las variaciones de la tensión de polarización VBE sobre la corriente de base IB. Estas gráficas reciben el nombre de curvas características de transferencia. Las curvas que se obtienen son muy similares a la de un diodo cuando se polariza directamente.

Estas tensiones permanecen prácticamente constantes, por lo que serán de gran ayuda para localizar averías en circuitos con transistores.

Curva Vbe Ib

La función que liga VBE con IB es la característica de un diodo, y puede aplicarse dado que la unión base - emisor, es una pn normal, igual que la de diodo, y al polarizarla, seguirá el mismo comportamiento que aquel.

La curva representada en la figura sigue la expresión:

ecuacion Ib

Características VCE-IC

Estas características también son conocidas como familia de colector, ya que son las correspondientes a la tensión e intensidad del colector. En la siguiente figura, se muestran una familia de curvas de colector para diferentes valores constantes de la corriente base.

Curva Vce Ic Ideal

Idealmente, en la Región Activa, la corriente de colector depende exclusivamente de la de base, a través de la relación IC=β+IB. Por lo tanto, en el plano VCE-IC la representación estará formada por rectas horizontales (independientes de VCE) para los diversos valores de IB (en este caso se ha representado el ejemplo para β=100).

Evidentemente, no se dibujan más que unos valores de IB para no emborronar el gráfico. Para IB=0, la corriente de colector también debe ser nula. La región de corte está representada por el eje de abscisas. Por contra, para VCE=0 el transistor entra en saturación, luego esta región queda representada por el eje de ordenadas.

Hasta aquí se presenta la característica ideal, pero como era de esperar, la realidad es un poco más compleja, y las curvas quedarán como representa la siguiente figura:

Las diferencias son claras:

Curva Vce Ic Real

En la Región Activa la corriente del colector no es totalmente independiente de la tensión colector-emisor. Para valores altos de la corriente cobra importancia la resistencia interna del transistor.

La región de saturación no aparece bruscamente para VCE=0, sino que hay una transición gradual. Típicamente se suele considerar una tensión de saturación comprendida entre 0.1V y 0.3V.

Estas curvas representan, en cierto modo, la forma de funcionamiento del transistor. Se puede comprobar que, para una tensión constante de colector-emisor, si se producen pequeñas variaciones de la corriente de base (del orden de µA) esto origina unas variaciones en la corriente de colector mucho más elevadas (del orden de mA), de lo cual se deduce la capacidad del transistor para amplificar corrientes.

Observa que, en la mayor parte de las curvas, la tensión VCE afecta muy poco a la corriente

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