El transistor bipolar es un dispositivo que posee tres capas semiconductoras con sus respectivos contactos llamados; colector(c), base(b) y emisor(e).

Transcripción

1 FUNDAMENTO TEORICO El transistor bipolar es un dispositivo que posee tres capas semiconductoras con sus respectivos contactos llamados; colector(c), base(b) y emisor(e). La palabra bipolar se deriva del hecho que internamente existe una doble circulación de corriente: electrones y lagunas o agujeros. A.- CLASIFICACION DE LOS TRANSISTORES BIPOLARES Los transistores bipolares se clasifican de la siguiente manera: 1.- Por la disposición de sus capas - Transistores PNP - Transistores NPN 2.- Por el material semiconductor empleado - Transistores de Silicio - Transistores de Germanio 3.- Por la disipación de Potencia - Transistores de baja potencia -Transistores de mediana potencia - Transistores de alta potencia 4.- Por la frecuencia de trabajo - Transistores de baja frecuencia - Transistores de alta frecuencia B.- POLARIZACION DE LOS TRANSISTORES BIPOLARES Para que un transistor bipolar funcione adecuadamente, es necesario polarizarlo correctamente. Para ellos se debe cumplir que: - La juntura BASE - EMISOR este polarizado directamente, y - La juntura COLECTOR BASE este polarizado inversamente.

2 Ejemplo: Si el transistor es NPN, la base debe tener un voltaje positivo con respecto al emisor y el colector debe tener un voltaje también positivo pero, mayor que el de la base. En el caso de un transistor PNP debe ocurrir lo contrario. C.- CODIFICACION DE LOS TRANSISTORES BIPOLARES Los transistores tienen un código de identificación que en algunos casos especifica la función que cumple y en otros casos indica su fabricación. Pese a la diversidad de transistores, se distinguen tres grandes grupos: Europeos, Japoneses y Americanos. CODIFICACION EUROPEA Primera letra A : Germanio B : Silicio Segunda Letra A : Diodo (excepto los diodos túnel) B : Transistor de baja potencia D : Transistor de baja frecuencia y de potencia E : Diodo túnel de potencia F : Transistor de alta frecuencia L : Transistor de alta frecuencia y potencia P : Foto semiconductor S : Transistor para conmutación U : Transistor para conmutación y de potencia Y : Diodos de potencia Z : Diodo Zener Número de serie : Para equipos domésticos tales como radio, TV, amplificadores, grabadoras, etc y la letra X, Y o Z : Para aplicaciones especiales.

3 Ejemplo : AD149, es un transistor de potencia, de germanio y sus aplicaciones son de baja frecuencia. CODIFICACION JAPONESA Primero 0 (cero) : Foto transistor o fotodiodo 1 : Diodos 2 : Transistor Segundo S : Semiconductor Tercero A : Transistor PNP de RF (radiofrecuencia) B : Transistor PNP de AF (audiofrecuencia) C : Transistor NPN de RF D : Transistor NPN de AF F : Tiristor tipo PNPN G : Tiristor tipo NPNP Cuarto Número de serie : comienza a partir del número 11 Quinto Indica un transistor mejor que el anterior Ejemplo:

4 Es un transistor PNP de RF con mejores características técnicas que el 2SA186. CODIFICACION AMERICANA Anteriormente los transistores americanos empezaban su codificación con el prefijo 2N y a continuación un número que indicaba la serie de fabricación. Ejemplo 2N3055, 2N2924, etc. Actualmente, cada fábrica le antepone su propio prefijo, así se tiene por ejemplo : TI1411, ECG128, etc. que corresponden respectivamente a TEXAS INSTRUMENTS Y SYLVANIA. II.- MATERIALES Y EQUIPO Una Fuente de Tensión de 0 a 15 V Un transistor 2N3904 (NPN) o equivalente 9 Resistencias de ½ W: 100Ω,750Ω,910Ω, 1KΩ, 2.2KΩ, 3.3KΩ, 10KΩ, 270KΩ, 470KΩ. Un VOM (Multímetro digital o analógico) III.- PROCEDIMIENTO POLARIZACION FIJA DE BASE - El circuito con el que se trabajó es el siguiente: En las mediciones prácticas se obtuvieron los siguientes resultados:

5 Práctico Teórico VC 7.5V 7.53V VB 0.7V 0.7V VE 0V 0V VCE 7.5V 7.53V IC 10mA 9.96mA IE 10mA 9.96mA IB 52.96μA 52.96μA β RESULTADOS TEORICOS Si consideramos B=188 Tenemos En la Malla de base: Ib(270K)+0.7V=15V Ib = (15V-0.7V)/(270K) Ib = 52.96uA Ic = B(Ib) Ic = (188)(52.96uA) Ic = 9.96 ma En la malla de colector Ic(750)+Vce = 15V Vce = 15V (9.96mA)(750) Vce = 7.53 V POLARIZACION POR EMISOR

6 - El circuito con el que se trabajó es el siguiente: En las mediciones prácticas se obtuvieron los siguientes resultados: Práctico Teórico VC 10V 10.09V VB 1.2V 1.24V VE 0.55V 0.54V VCE 9.6V 9.55V IC 5.1mA 5.4mA IE 5.1mA 5.4mA IB 27μA 29.25uA β Si consideramos B=188 Tenemos En la Malla de base: Ib(470K)+0.7V+Ie(100) = 15V Ib = (15V-0.7V)/(470K+100(188+1)) Ib = 29.25uA

7 Ic = Ib(188) Ic = (29.25uA)(188) Ic = 5.4 ma En la malla de colector Rc.Ic + Vce + Re.Ie = 15V Vce = 15V (910)(5.4mA)-(100)(5.4mA) Vce = 9.55 V Ve = (100)(5.4mA) Ve = 0.54 V Vc = 9.55V V Vc = 10.09V Vb = 0.7V V Vb = 1.24V POLARIZACION POR DIVISOR DE VOLTAJE - El circuito con el que se trabajó es el siguiente:

8 En las mediciones prácticas se obtuvieron los siguientes resultados: Práctico Teórico VC 8.4V 8.45V VB 2.7V 2.65V VE 2.1V 1.95V VCE 6.6V 6.5V IC 1.8mA 1.97mA IE 1.8mA 1.97mA IB 8μA 8.77uA β Si consideramos B=225 Tenemos En la Malla de base: Ib(Rbb)+0.7V+Ie.Re = Vbb Ib(1.8K)+0.7V+Ie(1000) = 2.7V Ib = (2.7V-0.7V)/(1.8K+1000(225+1)) Ib = 8.77uA Ic = Ib(225) Ic = (8.77uA)(225) Ic = 1.97mA En la malla de colector Rc.Ic + Vce + Re.Ie = 15V Vce = 15V (3.3K)(1.97mA)-(1000)(1.97mA) Vce = 6.5 V

9 Ve = (1000)(1.97mA) Ve = 1.95V Vc = 6.5V V Vc = 8.45V Vb = 0.7V V Vb = 2.65 V IV.- CONCLUSIONES La corriente de colector es aproximadamente igual a la corriente del emisor. La corriente de base es mucho más pequeña, generalmente menor que el 5% de la corriente de emisor. La razón de la corriente de colector a la corriente de base se llama ganancia de corriente, y se le denota por βcd o bien por hfe. Cuando el transistor se usa como amplificador, el transistor opera en la región activa. Cuando se usa en circuitos digitales, el transistor usualmente opera en las regiones de saturación y/o corte.