Transistores

¿Qué es el transistor de unión bipolar (del inglés bipolar junction transistor, o sus siglas BJT?

• Es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite aumentar la corriente y disminuir el voltaje, además de controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.

• Es un dispositivo de cuatro terminales llamados fuente (S, Source), drenador (D, Drain), puerta (G, Gate) y sustrato (B, Bulk)

Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones

• colector, fuente, emisor

• base, drenaje, colector

• emisor, drenaje, fuente

• Emisor, base, colector

¡Quienes

• Fue inventado en diciembre de 1947 en la Intel Company por Robert Noyce y Gordon Moore, cuya primera patente solicitaron los dos primeros nombrados, el 17 de junio de 1948,​a la cual siguieron otras patentes acerca de aplicaciones de este dispositivo

• Fue inventado en diciembre de 1947 en la Bell Telephone Company por John Bardeen y Walter Houser Brattain bajo la dirección de William Shockley, cuya primera patente solicitaron los dos primeros nombrados, el 17 de junio de 1948,​a la cual siguieron otras patentes acerca de aplicaciones de este dispositivo.

• Fue inventado en diciembre de 1947 en la HP Company por William Hewlett y David Packard, cuya primera patente solicitaron los dos primeros nombrados, el 17 de junio de 1948,​a la cual siguieron otras patentes acerca de aplicaciones de este dispositivo.

Cuáles son los dos tipos de transistores MOSFET, ambos basados en la estructura MOS?

• Los primeros son los BJT de enriquecimiento los cuales se basan en la creación de un canal entre el drenador y la fuente, al aplicar una tensión en la puerta. Los transistores de unión de empobrecimiento o deplexión tienen un canal conductor en su estado de reposo, que se debe hacer desaparecer mediante la aplicación de la tensión eléctrica en la puerta

• Los primeros son los diodos polarizados directamente de enriquecimiento los cuales se basan en la creación de un canal entre el drenador y la fuente, al aplicar una tensión en la puerta. Los diodos polarizados inversamente o deplexión tienen un canal conductor en su estado de reposo, que se debe hacer desaparecer mediante la aplicación de la tensión eléctrica en la puerta

• Los primeros son los MOSFET de enriquecimiento los cuales se basan en la creación de un canal entre el drenador y la fuente, al aplicar una tensión en la puerta. Los MOSFET de empobrecimiento o deplexión tienen un canal conductor en su estado de reposo, que se debe hacer desaparecer mediante la aplicación de la tensión eléctrica en la puerta

¿Qué es Región activa directa en cuanto a la polaridad de un transistor?

• 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.

• En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del circuito. . Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0)

  De forma simplificada, se puede decir que el la unión CE se comporta como un circuito abierto, ya que la corriente que lo atraviesa es cero.

• En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos. Se presenta cuando la diferencia de potencial entre el colector y el emisor desciende por debajo del valor umbral V_{CE, sat}. Cuando el transistor esta en saturación, la relación lineal de amplificación es I_c=β·I_b (y por ende, la relación I_e=(β+1)·I_b ) no se cumple.

• 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 y de las resistencias que se encuentren conectadas en el colector y emisor.

¿Qué es la Región inversa?

• 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.

• En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver Ley de Ohm. Se presenta cuando la diferencia de potencial entre el colector y el emisor desciende por debajo del valor umbral V_{CE, sat}. Cuando el transistor esta en saturación, la relación lineal de amplificación es I_c=β·I_b (y por ende, la relación I_e=(β+1)·I_b ) no se cumple.

  De forma simplificada, se puede decir que la unión CE se comporta como un cable, ya que la diferencia de potencial entre C y E es muy próxima a cero.

• 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.

Se dice que un transistor está en corte cuando:

• 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). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0)

  De forma simplificada, se puede decir que el la unión CE se comporta como un circuito abierto, ya que la corriente que lo atraviesa es cero.

• 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.

• En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver Ley de Ohm. Se presenta cuando la diferencia de potencial entre el colector y el emisor desciende por debajo del valor umbral V_{CE, sat}. Cuando el transistor esta en saturación, la relación lineal de amplificación es I_c=β·I_b (y por ende, la relación I_e=(β+1)·I_b ) no se cumple.

  De forma simplificada, se puede decir que la unión CE se comporta como un cable, ya que la diferencia de potencial entre C y E es muy próxima a cero

Se dice que un transistor está saturado cuando:

• 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.

• 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.

• corriente de colector ≈ corriente de emisor = corriente máxima, (I_c ≈ I_e = I_máx)

  En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver Ley de Ohm. Se presenta cuando la diferencia de potencial entre el colector y el emisor desciende por debajo del valor umbral V_{CE, sat}. Cuando el transistor esta en saturación, la relación lineal de amplificación es I_c=β·I_b (y por ende, la relación I_e=(β+1)·I_b ) no se cumple.

  De forma simplificada, se puede decir que la unión CE se comporta como un cable, ya que la diferencia de potencial entre C y E es muy próxima a cero.

La barrera potencial que se crea en un transistor de Si, tiene un valor aproximado de:

• 0.3V

• 1V

• 0.7V

En la operación normal de un transistor, el diodo colector-base, tiene:

• polaridad directa.

• polaridad inversa.

  .

• la misma que la del diodo emisor-base.