Emisor Comun

EMISOR COMUN

JEFERSON PERILLA

JONATHAN TRUJILLO

ANDRES SALCEDO

OSCAR SALCEDO

FUNDACION UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES

INGENIERIA ELECTRONICA

6/03/2014

RESUMEN

Transistor bipolar es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja. Los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica digital, como la tecnología TTL o BICMOS.

1. MARCO TEÓRICO

El transistor está formado por la unión de tres capas de material semiconductor, de tipo P y tipo N, dispuestas de forma alternada (en forma de sándwich). Según la disposición de estas capas, podemos tener dos tipos de transistores:

• Transistor PNP.

• Transistor NPN.

Los más utilizados son los transistores NPN, por lo que vamos a centrarnos en el estudio de este tipo de dispositivos. Cada una de las tres partes que constituyen el transistor se conecta a un terminal metálico que permitirá conectarlo a uncircuito. Todo el conjunto se recubre con un encapsulado protector, que puede adoptar diversas formas y estar fabricado de materiales diversos (plástico, metal...). Por tanto, el transistor es un dispositivo de tres terminales, que reciben los nombres de emisor, base y colector. Podemos considerar el transistor constituido por dos diodos:

• Uno formado por la unión emisor-base.

• Otro por la unión base-colector. Esta peculiar estructura constituye la base del funcionamiento del transistor, pues el terminal de base controla el paso de corriente eléctrica entre el colector y el emisor.

Por el transistor circulan un conjunto de corrientes eléctricas cuyas direcciones y sentidos, para un transistor NPN, son:

• IB: intensidad de corriente de base.

• IC: intensidad de corriente de colector.

• IE: intensidad de corriente de emisor.

Se observa que las corrientes de base y de colector entran en el transistor, mientras que la corriente de emisor sale del dispositivo; en consecuencia, podemos establecer la siguiente relación:

IE = IB + IC Si conocemos dos de las corrientes del transistor, la expresión anterior nos permitirá calcular la tercera.

Asimismo, entre los terminales del transistor se generan las siguientes caídas de tensión:

• VCE: tensión colector-emisor.

• VBE: tensión base-emisor.

En una configuración normal, la unión emisor-base 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. Un transistor NPN puede ser considerado como dos diodos con la región del ánodo compartida. En una operación típica, la unión base-emisor está polarizada en directa y la unión base-colector está polarizada en inversa. En un transistor NPN, por ejemplo, cuando una tensión positiva es aplicada en la unión base-emisor, el equilibrio entre los portadores generados térmicamente y el campo eléctrico repelente de la región agotada se desbalancea, permitiendo a los electrones excitados térmicamente inyectarse en la región de la base. Estos electrones "vagan" a través de la base, desde la región de alta concentración cercana al emisor hasta la región de baja concentración cercana al colector. Estos electrones en la base son llamados portadores minoritarios debido a que la base está dopada con material P, los cuales generan "huecos" como portadores mayoritarios en la base.

REGION OPERATIVA DEL TRANSISTOR

• Región activa: Corriente del emisor = (β + 1)•Ib ; corriente del colector= β•Ib Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte entonces está en una región intermedia, la región activa. En esta región la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren conectadas en el colector y emisor. Esta región es la más importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador de señal.

• Región inversa: Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso. En este modo, las regiones del colector y emisor intercambian roles. Debido a que la mayoría de los BJT son diseñados para maximizar la ganancia de corriente en modo activo, el parámetro beta en modo inverso es drásticamente menor al presente en modo activo.

• Región de corte: Un transistor está en corte cuando: Corriente de colector = corriente de emisor = 0, (Ic = Ie = 0) En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (Como no hay corriente circulando, no hay caída de voltaje, ver Ley de Ohm).

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