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Resumen sobre Transistores BJT (v1.0)
Descripción básica
El transistor de unión bipolar (BJT) es un dispositivo electrónico de tres terminales,
construido mediante dos junturas de semiconductores tipo P y N.
La relación entre Tensión y Corriente del puerto de salida (colector-emisor) varía según
la intensidad de corriente que circula por el puerto de entrada (base-emisor).
Hay dos clases de transistores BJT, los NPN y los PNP, el nombre se refiere al tipo de
material semiconductor utilizado en cada parte, Colector-Base-Emisor respectivamente.
Símbolos de circuito
NPN
PNP
Condiciones de operación
Para obtener condiciones normales de operación las junturas deben estar polarizadas
* base-emisor con polarización directa (en un NPN, Vbase > Vemisor)
* base-colector con polarización inversa (en un NPN, Vbase < Vcolector )
Además (por ley de Kirchoff de corrientes) se verifica que : Ie = Ib + Ic
En el transistor BJT se reconocen 3 regiones de operación
Activa: Esta región de operación se considera de corriente constante, se cumple
aproximadamente la relación : Ic = hFE . Ib
(En la cual hFE es la ganancia de corriente continua y depende de la
construcción del transistor.)
Aunque en la práctica Ic varía levemente para diferentes valores de Vce,
para esta región se puede pensar que: la corriente Ic es una versión amplificada
de la corriente Ib. [Zona Lineal]
Saturación: Si Vce es demasiado pequeño, Ic ya no es proporcional a Ib, es decir,
aunque Ib aumente, Ic no sigue ese crecimiento Ic < hFE . Ib
La tensión Vce permanece prácticamente constante en un valor llamado Vsat,
para esta región se puede pensar que: entre colector y emisor, el transistor
trabaja “como una llave cerrada”. [Zona No lineal]
Corte: Cuando Ib es muy pequeña o nula, implicará además Ic = 0.
Lo que equivale a decir que no hay conducción entre colector y emisor.
En esta región se puede pensar que: entre colector y emisor, el transistor trabaja
“como una llave abierta”. [Zona No lineal]
Hernán Echegoyemberry
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Características Ideal V-I (tensión-corriente)
En la gráfica se ven varias curvas de Ic para diferentes corrientes Ib.
El punto de trabajo concreto dependerá del circuito externo.
Determinación de la región de operación
Lo primero que hay que analizar es la Ib. Si la tensión en la juntura Vbe no supera la
mínima Vγ (en general del orden de 0.7v), entonces Ib = 0, y el transistor estará en
corte.
Si ese no es el caso, se conjetura que está trabajando en Zona lineal Ic = hFE . Ib , si
luego del cálculo se encuentran resultados erróneos o inconsistentes con los valores del
circuito, sabremos que el transistor se encuentra en región de saturación.
En este último caso debemos realizar los cálculos manteniendo Vce=Vsat
Potencia admitida
Debido a que hay circulación de corriente entre dos puntos que tienen una diferencia de
potencial (Ic con Vce y Ib con Vbe) el transistor disipa potencia, la cual provoca un
aumento de temperatura, que puede llegar a fundir o quemar al transistor.
En general los transistores especifican cual es la potencia máxima que pueden disipar
Pmax, que no debe superarse, calculando P = Vce . Ic, siempre debe ser P < Pmax.
Dispositivos comerciales
Los transistores BJT se comercializan mediante nombres codificados, por ejemplo
BC548, BC557, 2N3055, etc.. Tienen diferencias constructivas que definen las
características eléctricas tales como los valores máximos soportados de potencia,
tensión, la ganancia de corriente, variación con la temperatura, etc.. Además se
diferencian en la forma del encapsulado, la posición de los pines, tamaño, etc..
Toda esta información, suele resumirse en lo que se llama una hoja de datos (datasheet)
Hernán Echegoyemberry
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