TEMA 4: FÍSICA DE LOS DISPOSITIVOS BIPOLARES: EL TRANSISTOR Y EL TIRISTOR. TEMA 4: FÍSICA DE LOS DISPOSITIVOS BIPOLARES: EL TRANSISTOR Y EL TIRISTOR.

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1 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4: FÍS OS SPOSTVOS PORS: TRSSTOR Y TRSTOR. troduccó. 4.. ccó trsstor Modo d orcó ctvo Gc corrt. 4.. rctrístcs státcs d los trsstors bolrs strbucó d ortdors rsó d ls corrts trmls: Modlo d brs- Moll. Modos d orcó Modfccó d ls crctrístcs státcs. TM 4: FÍS OS SPOSTVOS PORS: TRSSTOR Y TRSTOR. troduccó. os dsostvos bolrs so dsostvos smcoductors u bs su rocso d coduccó mdt l rtccó d los dos tos d ortdors d crg (lctros y hucos). S dfrc d los dsostvos uolrs (u srá studdos l Tm 5), u stos últmos bs su rocso d coduccó rdomtmt l rtccó d u solo to d ortdor. lbr trsstor s u crómo u rocd dl glés (trsfr rsstor). l trsstor bolr fu vtdo l ño 947 los ll bortors. sd s fch hst l ctuldd, l trsstor h sufrdo cmbos y cotus trsformcos, ls culs h rvolucodo l dustr y l stlo d vd ctul. 4.. ccó trsstor. áscmt l trsstor stá formdo or dos uos - cotrusts formdo dos osbls structurs, l -- y l --. Fg. mustr l structur trdmsol rl d cómo stá costtudo u trsstor bolr dl to l modlo d brs-moll l trstor. ) Rgó d bs grdul. b) Rsstc d bs. c) Modulcó d l chur d l bs. d) orrt d sturcó y tsó d rutur. ) Fómos d grcó-rcombcó y fctos d lt yccó rctrístcs báscs. Fg. : () Vst rsctv dl trsstor bolr d slco --. (b) Trsstor dlzdo udmsol. rc rmr lugr u substrto d to P sobr l cul hy dsust u c d to y, flmt, sobr st últm rgó s dso u c d mtrl. cotucó hy lcd u c d ódo d slco (SO ) l cul ctú como slt, d form u dj dos hucos o vts dod s dso los cotctos mtálcos d ls rgos y. l cotcto mtálco r l rgó (substrto) s or dbjo. U modlo udmsol dlzdo s l u rc Fg. b. rgó furtmt dod rcb l ombr d msor, l rgó strch d to rcb l.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

2 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. ombr d bs y l rgó déblmt dod d to P s dom colctor. S v suor u l coctrcó d sustcs dots s uform tods ls rgos. Fg. b l modo d orcó rrstdo s l modo ctvo l cul l uó msor-bs stá drctmt olrzd y l uó bs-colctor stá vrsmt olrzd. s corrts u s dc so ls rtcts st modo d orcó. curdo co l y d Krchhoff lcd st dsostvo d trs trmls, bst co coocr dos d ls corrts r sbr l trcr. S s trts dl cso dl trsstor, ls olrzcos y stdos d ls corrts st modo d orcó srí vrss. S dscutrá l modo d orcó dl trsstor tomdo como bs l d to us s l u roorco u vsó más tutv dl rocso d coduccó y dl flujo d los ortdors d crg. Fg. y b s mustr los símbolos léctrcos dl trsstor PP y P: cudo dsmuy. s dcr, u l chur d l rgó scl d crg sobr l smcoductor d to umt l dsmur l coctrcó d murzs ddors. U rsultdo smlr ud sr obtdo r y l coctrcó d murzs ctors ( ) l smcoductor d to P, d mr u l umtr l coctrcó d murzs ctors dsmuy l chur d l rgó scl d crg sobr l smcoductor d to P. Fg. 3c mustr l tsdd d cmo léctrco stt ls dos rgos scls d crg. Fg. 3d rcog l dstrbucó d bds d rgí lo lrgo d ls dos uos, mostrdo (d l msm form u u uó -) u l vl d Frm s costt lo lrgo d ls dos uos dbdo u s stá ulbro térmco. Fg. : Símbolos léctrcos dl trsstor P () y dl trsstor PP (b) Modo d orcó ctvo. ) b) cotucó s v dr u dscrcó culttv d cul s l stucó u trsstor bolr bjo codcos d ulbro térmco y co l olrzcó corrsodt l modo ctvo. Fg. 3 mustr u trsstor u s cosdr ulbro térmco co sus trs trmls trr. Fg. 3b mustr ls coctrcos d murzs cd u d ls rgos. l dodo s suo uform ls trs rgos smcoductors sdo myor l msor, trmdo l bs y mor l colctor, co uos bruts. chur d cd u d ls rgos scls d crg sobr ls dstts rgos smcoductors s vrs l dodo d cd u d dchs rgos, como s v vr cotucó. bdo l codcó d utrldd d crg: P Tdo cut st guldd: dmás como P rtr d l rsó obtd r s obsrv u ést dsmuy l umtr l coctrcó d murzs ddors l smcoductor d to ( ), umtdo.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso Fg. 3: () Trsstor -- co sus trs trmls trr. (b) Prfl d dodo d u trsstor co dstrbucos bruts d murzs. (c) Prfl dl cmo léctrco. (d) grm d bds d rgí ulbro térmco. Fg. 4 ud rrstd l stucó u trsstor cudo stá somtdo u olrzcó corrsodt l modo ctvo, s dcr, l uó msor-bs drctmt olrzd y l uó bs-colctor vrsmt olrzd. l to d coodo u rc corrsod l llmd cofgurcó bs comú usto u l trml d bs s comú los crcutos d msor y colctor. Fg. 4b y 4c rrst rsctvmt ls coctrcos d murzs co ls uvs rgos scls d crg y l tsdd d cmo léctrco dchs rgos. S obsrv u, d curdo co l to d olrzcó fctud (modo ctvo), l rgó scl d l uó msor-bs h dsmudo y l d l uó bs-colctor h umtdo co rscto l stucó tror d ulbro térmco. Fg. 4c s obsrv como l cmo léctrco dsmuy l uó bs - msor drctmt olrzd y umt l colctor - bs vrsmt olrzd. Fg. 4d rcog l dsoscó d bds d rgí dl trsstor dod s obsrv l dsmucó d l ltur d l brrr d otcl l uó bs - msor y l umto d ést l uó colctor - bs..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso

3 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. Fg. 4: () Trsstor mostrdo Fg. bjo l modo ctvo d orcó. (b) Prfls d dodo y rgos scls d crg bjo codcos d olrzcó. (c) Prfl dl cmo léctrco. (d) grm d bds d rgí. o rscto l uó msor-bs u stá drctmt olrzd hbrá u yccó d hucos dsd l rgó (msor) hc l (bs) y d lctros dsd l rgó (bs) hc l (msor), uu stos últmos u mor ctdd l trtrs d u uó - como ud obsrvrs Fg. 5 y b. st fgur s comr ls uos - y - stucó d olrzcó drct, comrobdo como u uó - l ctdd d hucos yctdos l smcoductor d to s mucho myor u l ctdd d lctros yctdos l smcoductor d to P (comrr mbs árs): Suodo u ls uos so dls, o s d l rocso d rcombcó d los hucos l rgó scl d crg, cso d dmtrl l corrt d msor totl strí formd or sts dos comots. Por otro ldo, l uó bs-colctor stá vrsmt olrzd, d form u s v fvorcd l corrt d lctros d colctor bs y d hucos d bs colctor frt l d lctros d l bs l colctor y d hucos dsd l colctor l bs (corrts d rrstr rfrds cd uo d los ortdors d crg fvorcds frt ls d dfusó). S, st stucó, s cosgu hcr l bs lo sufctmt strch lo u s tdrá s u los hucos yctdos l bs y dfuddos odrá lczr l rgó scl d crg bs-colctor u stá olrzd fvor d st to d ortdors, st s l llmdo fcto burbuj. S s cosgu u l myor rt d los hucos yctdos l bs o s rcomb y llgu l uó bs-colctor s tdrá u l corrt or l crcuto d colctor strá muy róm l dl crcuto msor. st s l rzó or l cul l rgó s dom msor us s l u roorco o sumstr ortdors d crg ( st cso hucos) y l rgó d to P s dom colctor us s l u rcb los hucos mtdos or l rgó msor. st s l fcto domdo ccó trsstor. cho fcto cosst l crcó d u lvd corrt d ortdors u uó vrsmt olrzd rocdts d u uó drctmt olrzd sufctmt róm. Pr llo, ls dos uos db str muy crcs tr sí, l cso cotrro d u l bs s dmsdo ch, los ortdors yctdos ll rocdts dl msor srá rcombdos l bs s llgr lczr l uó vrsmt olrzd rdédos, coscuc, l fcto trsstor. Fg 4 ud sr vsto u s h utlzdo l sgut omcltur: chur d l rgó d msor. chur d l rgó d bs. chur d l rgó d colctor. chur d l zo utr d bs. s form y tomdo como org dl j ( 0) l límt d l rgó scl d crg d l uó msor - bs co l zo utr d bs, l rgó scl d crg d l uó msor - bs s td tr - y 0 y l rgó scl d crg d l uó colctor - bs s td tr y (Fg. 4b) Gc corrt. Fg. 6 mustr ls corrts u s d u trsstor ordo su modo ctvo. S suo u o st fómos d grcó-rcombcó ls rgos scls d crg. S l trsstor stá b costrudo co l bs sufctmt strch, l ráctc totldd d los hucos roorcodos or l msor (los culs costtuy l corrt ) lcz l uó bs-colctor ddo lugr l corrt. Pro dmás dbrá trs cut l corrt ortd or l bs. o rscto st rgó, hy trs comots d corrt roorcods or sdos flujos lctrócos, so ls corrts,. Fg. 5: octrcos d ortdors mortros stucó d olrzcó drct () Uó brut -. (b) Uó brut u ldo -..T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

4 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. S hor s cosdr l rsc d u uó msor róm, s t u, dbdo l ort d hucos rocdts dl msor, l flujo d hucos d bs () colctor () s mucho myor u l u s t d cosdrr l uó colctor sld, s dcr: Más dlt s dmostrrá u: >> o o V KT usc d olrzcó d l uó msor V 0V s ud vr u: Fg. 6: frts comots d l corrt u trsstor -- bjo modo ctvo d orcó. l movmto d los lctros s stdo cotrro l d l corrt d lctros. d u d sts corrts s grd or u flujo d lctros grdo l bs, l cul s muv stdo ousto l d l corrt dcd. st form, s l corrt grd or l flujo d lctros u crcul dsd l bs hc l msor (usto u s corrt d ortdors myortros l uó olrzd drctmt). corrt stá socd l flujo d lctros roducdo l bs r cotrrrstr l dsrcó d lctros dbd l rcombcó d llos co l uñ frccó d hucos u s ud l bs rocdt dl msor, st stdo -. Flmt, s l corrt dbd l flujo d lctros u cruz l uó colctor-bs vrsmt olrzd (ortdors mortros, srí l corrt d sturcó co l msor brto) *. otblzdo tods ls comots d corrt s t: orrt d msor: orrt d colctor: orrt d bs: - ( - )- - S cosdrármos l uó colctor-bs vrsmt olrzd d form ddt y s cosdrr l fluc d l uó msor, obtdrímos u corrt d sturcó d vlor: o o s dod s h tdo cut u l bs s cort or lo u >>, rzó or l cul s h susttudo or l chur d l zo utr d bs (). st rsó d s, l rmr sumdo hc rfrc l flujo d hucos dsd l bs () l colctor () y l sgudo sumdo hc rfrc l flujo d lctros dsd l colctor () hc l bs (). coscuc:.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso o o obtédos r s l vlor rsdo l co. S s dj l msor brto, dsmuy l ctdd d hucos l bs hcédos muy uñ l corrt. dcho cso: s Por tto, ud dcrs u l corrt s l corrt d sturcó d l uó colctor co l msor brto. scs dfrc stá l uñ ctdd d hucos u s d bs () colctor (). cotucó s v dfr u rámtro muy útl l crctrzcó d los trsstors bolrs llmdo gc corrt bs comú, α o. O b: αo αo.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso l rmr fctor s llmdo fcc d msor, γ, l cul rs l frccó d hucos yctd or l msor rlcó l corrt totl d msor: γ l sgudo fctor s dom fctor d trsort d bs, α T, y rs l rlcó tr l corrt d hucos u lcz l colctor y l corrt d hucos u s yctd or l msor: o sts dfcos: αt

5 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. α γ o α T Pr u trsstor bolr corrctmt dsñdo, mbos fctors db sr rómos l udd y α o d gul mr. corrt d colctor ud sr scrt d l form: αt γ αt αo γ trrtcó u s d r s l d l corrt u crcul tr l bs y l colctor cudo l msor stá crcuto brto. Por st rzó s l dom O dod ls cls O sgfc: Uó or l u crcul l corrt. O (O-crcut) Stucó o cofgurcó dl trcro d los trmls co rscto l sgudo (uó msor-bs brto). st form, l corrt d colctor tomrá l rsó más comú: α 4.. rctrístcs státcs d los trsstors bolrs. o l objtvo d st sccó s l d dtrmr ls crctrístcs státcs corrttsó l trsstor bolr, obtdo dmás ls corrts or sus trmls como u fucó d rámtros crctrístcos dl smcoductor tls como ls coctrcos d murzs y l tmo d vd md d los ortdors d crg. rmr lugr, s dtrm ls rsos mtmátcs d ls coctrcos d ortdors mortros ls trs rgos utrs, s dduc ostrormt ls corrts trmls fucó d ls tsos lcds llgdo flmt u modlo d trsstor d gr lccó ráctc y u s cooc bjo l ombr d modlo d brs-moll, l cul s váldo r tods ls rgos o modos d fucomto dl trsstor. S mbrgo, dbdo l gr comljdd mtmátc u suo l studo dl trsstor s csro rlzr u sr d suoscos u rmtrá obtr u modlo lítco muy rrsttvo dl comortmto dl trsstor l cul s hy dsrcdo los fctos d sgudo ord, los culs lguos d llos mrcrá l u s cosdrdos or su mortc. s hótss rlzr so ls sguts: ª.- S cosdr u s h lczdo l régm stcoro. ª.- S v utlzr u romcó udmsol (vrbls ddts úcmt d ). 3ª.- S dsrc los osbls rocsos d grcó-rcombcó ls rgos scls d crg. 4ª.- ozcó totl. s coctrcos myortrs dbrá sr mucho myors u l trísc (dodo rltvmt lto). 5ª.- odo uform cd rgó smcoductor y, coscuc, s suo uos bruts. O 6ª.- S dsrc ls rsstcs d ls trs rgos d mr u l cmo léctrco sólo stá rst ls dos rgos scls d crg. 7ª.- o s t cut l osbl rutur or fcto túl o zr o or vlch ls uos olrzds vrsmt. 8ª.- S suo u l cho fctvo d l bs s costt ddt d ls tsos d olrzcó (usc dl fcto rly, dl cul s hblrá más dlt). 9ª.- Régm d bj yccó. s coctrcos myortrs o cmb rcblmt d vlor co rscto l u rst ulbro térmco y ls coctrcos mortrs so mucho mors u ls myortrs corrsodts. 0ª - S suo u ls churs d ls rgos utrs d msor y colctor so mucho myors u l logtud d dfusó d lctros strbucó d ortdors. S obtdrá ls coctrcos d ortdors ls trs rgos smcoductors dl trsstor bolr. bdo l hótss úmro uv bstrá co dtrmr sólo ls coctrcos d ortdors mortros. mzdo rmr lugr or l bs, l coctrcó d ortdors mortros (hucos) s obtdrá rtr d l cucó d cotudd co ls corrsodts codcos d cotoro. Pr l rgó utr d bs (to ), o hy cmo léctrco ll (ε0) y l cucó d cotudd r los hucos (ortdors mortros) l cso udmsol y l stdo stcoro: ε o ( ) µ µ ε G 0 t τ cul s rduc : d τ como vmos l cucó d cotudd s rduc l d dfusó ddt dl tmo, dod: : octrcó d ortdors mortros l bs o 0 o : octrcó d ortdors mortros l bs ulbro térmco : octrcó uform d murzs ddors l bs. : ofct d dfusó. τ : Tmo d vd md d los ortdors mortros. s codcos d cotoro, sgú lo usto l tm tror d l uó -, r l obtcó d l vrcó d ls coctrcos d ortdors mortros cd u d ls zos utrs (d bs, colctor y msor) rtr d l rsolucó d ls cucos dfrcls d sgudo ord corrsodts v sr ls llmds lys d l uó, s dcr: V KT ( ) o.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

6 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. ( ) o V KT dod - hcí rfrc l límt d l rgó scl d crg co l zo utr d to P y l límt d l rgó scl d crg co l zo utr d to. s codcos d cotoro r l rsolucó d l cucó dfrcl u os drá l vrcó d l coctrcó d hucos (ortdors mortros) l bs corrsodrá los vlors d dch coctrcó los límts d l zo utr d bs, s dcr, cro y. 0 stmos l límt d l rgó scl d crg msor - bs co l zo utr d bs (to ) or lo u lcdo l ly d l uó corrsodt: V KT (0) o stmos l límt d l rgó scl d crg d l uó colctor - bs co l zo utr d bs (to ). omo l uó colctor - bs stá vrsmt olrzd, l tsó d olrzcó V srá gtv or lo u odmos llmrl V V. codcó d cotoro srá: V KT ( ) 0 o dod s h hcho uso d u V >>. o rscto ls codcos d cotoro sts sgur, or u ldo, l rmr u l coctrcó d hucos l límt d l rgó scl d crg msor-bs (0) s v crmtd bjo codcos d olrzcó drct co rscto l V coctrcó ulbro térmco l fctor ocl. sgud codcó sgur u bjo olrzcó vrs l coctrcó d ortdors mortros l límt d l rgó scl d crg bs-colctor s cro ( ). o sts codcos d cotoro, l rsó tror r () tom l form más líct: sh sh ( ) V ( ) o o sh sh dod τ. Fg. 7 rrst l rsó tror ormlzd co rscto o y térmos d r dfrts vlors dl rámtro. Fg. 7: strbucó d ortdors mortros l rgó d l bs r dfrts vlors d. dstrbucó s rom u lí rct s s cuml: S ud obsrvr u, r l cso >>, l dstrbucó d ortdors mortros s crc mucho l dstrbucó ocl d u uó - sld. Por otr rt, s s cosdr l cso <<, l dstrbucó d ortdors s rom u lí rct dd or: ( ) (0) V KT o mr smlr s ud obtr l dstrbucó d ortdors mortros l rgó d msor (lctros yctdos or l bs) co ls rods codcos d cotoro. cucó d cotudd r los lctros l msor (zo P) l cso udmsol y l stdo stcoro: t cul s rduc : ε µ µ ε τ o 0 G τ o 0 do u tto l rgó d msor como l d colctor so rgos d to P co lo u mbs los ortdors mortros v sr los lctros, s v utlzr los.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

7 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. subídcs y r dtfcr cd u d sts zos. s form l cucó tror vmos rscrbrl como: τ o 0 s codcos d cotoro so ( rtr d ls lys d l uó): ( ) ( ) 0 0 V sdo 0 l coctrcó d ortdors mortros (lctros) l msor l ulbro. Tdo cut sts codcos d cotoro s obt r () l sgut rsó: O O V KT ( ) ( ) sdo τ. r (-) o rscto l colctor, l cucó rsolvr srá álogmt: τ o 0 ls codcos d cotoro so ( rtr d ls lys d l uó): ( ) ( ) 0 ( ) V 0 sdo O l coctrcó d ortdors mortros (lctros) l colctor l ulbro. Tdo cut sts codcos d cotoro s obt r () l sgut rsó: O O ( ) ( ) r dod τ. S h suusto u ls churs d msor y colctor y so mucho myors u ls logtuds d dfusó ( >> y >> ). os rsultdos obtdos rsdos form gráfc ud rfljdos Fg. 8: 0 Fg. 8: strbucó d ortdors mortros ls dstts rgos d u trsstor -- bjo modo ctvo d fucomto. dch fgur hy u rsultdo u ud sr trst y s l rlcodo co l crg totl lmcd l bs, Q. ch crg ud sr clculd mdt l rsó: Q ) 0 [ ( ] sdo l sccó d l mustr. omo cso scl, r vlors (0) >> o, l tgrl ud sr romd or l ár crrd or l trágulo d bs y ltur (0), s dcr: (0) Q 4... rsó d ls corrts trmls: Modlo d brs-moll. U vz clculds ls coctrcos d ortdors mortros ud smsmo obtrs l rsó d ls dstts comots d l corrt. l trsort d hucos l rgó utr d bs s dbdo úcmt l fómo d dfusó y, coscuc, l corrt d hucos l rgó utr d bs v dd or: d ( ) ( ) ( ) corrt d hucos yctdos or l msor l bs 0 vdrá dd or l rsó: d ( ) o 0 rtr d l rsó obtd trormt r ():.T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

8 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. cosh V d ( ) o o cosh ( ) sh sh( ) Prtculrzdo 0: d cosh ( ) o V KT o 0 sh sh o V KT cot gh ( ) cosh ugo: d o V KT ( ) cot gh ( ) 0 cosh rlcó últm u ud sr smlfcd dmtdo l hótss d u << y coscuc: co << V KT V KT ( ) dod s h hcho uso d l só cot gh ( y) y ; sh( y) y r y<< y d l rlcó o. Prtculrzdo tmbé (), s obt l rsó d l corrt d hucos rcogdos or l colctor. d ( ) d rtr d l rsó obtd trormt r y rtculrzdo : d o o V KT ( ) sh sh o V KT ( ) cosh sh cosh Por lo tto: d o V KT ( ) ( ) cosh sh O b: V V KT ( ) co << dod s h hcho uso d ls rlcos sh( y) y ; cosh( y ) r y<< y d u o. cuto l corrt d lctros grd or l flujo d lctros d l bs l msor ( - ), : d rtr d l rsó obtd co trordd r (): Prtculrzdo - : co lo u: O V KT ( ) d d d O V KT ( ) O V KT ( ) sdo l cofct d dfusó d msor. cuto l corrt d lctros grds or l flujo d lctros dl colctor l bs ( ), : d.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

9 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso rtr d l rsó obtd co trordd r (): O d Prtculrzdo : O d co lo u: O d sdo l cofct d dfusó d colctor. corrt t totl d msor srá l sum d, s dcr: ( ) V dod: O O o gh cot r << y sh o r << coscuc: ( ) ( ) ( ) V O V O V V O V dod s h utlzdo u 0 > >> T K V y or tto >> T K V y V V. corrt totl d colctor srá l sum d, s dcr: ( ) V dod: TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso sh o r << y O o gh cot O r << coscuc: ( ) ( ) O V O V V Obsérvs u. corrt d bs s l rst - : ( ) ) ( ) ( V Rcorddo l rsó d l crg t Q l bs, sí como l d tror, s ud obtr: Q (0) rsó u os dc u l corrt t d colctor s roorcol l crg d ortdors mortros lmcd l bs. coclusó d st rsultdo s u ls corrts d trml l trsstor v gobrds or l ctdd d crg d ortdors mortros lmcd l bs. Podmos rlzr u rsum d ls rodds fudmtls u cuml u trsstor dl. ª.- tsó lcd trmls cotrol ls dsdds d ortdors ls zos límt d ls rgos scls d crg or mdo d l ocl V. ª.- s corrts d msor y d colctor ls zos límt d ls rgos scls d crg v dds or l grdt d coctrcó d ortdors mortros (fómo d dfusó). chs corrts so roorcols l crg d stos ortdors lmcd l bs.

10 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. 3ª.- corrt d bs s obt mdt l dfrc -. fcc dl msor γ ud hor obtrs más líctmt: O b: γ V KT O γ V KT O o co ls rsos d, coctrcó d murzs l bs y d o, coctrcó d murzs l msor. st últm rsó s v O clrmt como r obtr u fctor γ lvdo (rómo l udd) s csro mlr coctrcos más lts d msor co rscto ls d l bs ( >> ), s or lo u s h usdo dodo l msor. l fctor d trsort d bs α T tom hor l rsó: o V ( ) cosh sh αt sch o V cot gh ( ) cosh y dod s h hcho uso d u sch( y) r y <<. cosh( y) Pr mjorr α T srá csro cosgur l más bj rlcó. S mbrgo s más o mos costt y, coscuc, s dbrá rducr. Modos d orcó: U trsstor bolr t cutro modos d orcó, los culs dd d l olrdd d ls tsos ls uos bs-msor y bs-colctor. Fg. 9 s mustr ls tsos V y V r los cutro modos d orcó u trsstor. dmás tmbé s mustr ls coctrcos d ortdors mortros r cd u d ls trs rgos. Fg. 9: Polrdds d ls uos y dstrbucos d ortdors mortros d u trsstor -- los dfrts modos d fucomto. s rsos r ls coctrcos y corrts trmls obtds trormt corrsod l llmdo modo ctvo, l cul l uó msor-bs stá drctmt olrzd y l uó bs-colctor vrsmt olrzd, roorcodo ls dstrbucos d ortdors mortros d Fg. 8. l llmdo modo d sturcó rst mbs uos, msor-bs y bs-colctor olrzds drctmt: V >0 y V >0 (uu st últm d uño vlor, lrddor d V r l cso dl S). Pr st cso, l codcó d cotoro V KT vl ( ) o lugr d l mld r l modo ctvo dd or ( ) 0, sdo ls coctrcos d ortdors mortros como ls mostrds Fg. 9. sturcó, s yct hucos dsd l colctor hc l bs. stos hucos stá drgdos form oust los u s yct dsd l msor. omo rsultdo, ls comots d l corrt d hucos dl colctor s rst tr sí y l corrt t d colctor dsmuy. uto más drctmt s olrz l uó colctor - bs, myor s l yccó d hucos bs rocdts dl colctor y mor l vlor to d. l trcr modo d fucomto mbs uos msor-bs y bs-colctor stá vrsmt olrzds, s l llmdo modo d cort. st cso s t r ls codcos d cotoro los vlors ( 0) ( ) 0. o hy ráctcmt crg lmcd l bs y, coscuc, l corrt t d colctor s cro. vl crcutl, st modo s corrsod co l stdo d rtur d u trrutor. l curto y últmo modo d orcó s l llmdo modo vrtdo. st modo, l uó msor-bs stá vrsmt olrzd y l uó bs-colctor drctmt olrzd. s dcr, r st stucó s cmb los ls tr sí l colctor y l msor. S mbrgo, st modo d fucomto l fcc dl msor s más bj u l modo ctvo dbdo u l colctor u hor ctú d msor t u dodo bjo co rscto l d l bs. todos stos uvos modos dscrtos tmbé s ud obtr ls rsos r ls corrts trmls dl dsostvo co ls rods codcos d cotoro. l rocdmto s álogo l dscrto r l modo ctvo..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

11 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. o todo llo ud obtrs us rsos u so grls y comus todos los modos d orcó. chs cucos so coocds como cucos d brs-moll y so: V KT V KT ( ) ( ) V KT V KT ( ) ( ) dod los cofcts,, y so los obtdos r l modo ctvo. chs cucos so ls rsos d ls corrts trmls dl trsstor fucó d ls tsos lcds V y V. os cofcts j dd d los rámtros físcos dl dsostvo. Obsérvs u or lo u s vrfc l codcó d rcrocdd, dmás l ráctc, ls comots d corrt d lctros so mucho mors u ls corrsodts ls d los hucos or lo u los cofcts y so dsttos ro bstt rómos, y coscuc, ls cucos d brs-moll so cs smétrcs. s cucos d brs-moll costtuy u modlo tórco bsdo ls hótss rlzds rvmt, dchs cucos coduc modlos crcutls dl trsstor, lo u rst u gr trés dsd l uto d vst d l lccó ráctc. chos modlos srá ustos ostrormt. rtr d sts cucos s ud obtr ls curvs crctrístcs r l trsstor cofgurcó d bs comú. Fg. 0 rcog los rsultdos rmtls obtdos r l corrt d colctor fucó d l tsó d olrzcó V y mldo como rámtro l corrt d msor. smsmo s dfrc ls trs rgos d fucomto más comus, r l cso d cofgurcó bs comú. l modo d cort mbs uos stá olrzds vrsmt. o rscto l corrt, los lctros, ortdors mortros grdos térmcmt l msor s dslz hc l bs ddo lugr or tto u <0. Pr l corrt d colctor, los lctros, ortdors mortros grdos térmcmt l colctor s dslz hc l bs. st flujo d lctros corrsod l corrt, y, or tto: >0 (uu muy uñ). U crctrístc u rslt s l ráctc ddc d l corrt d colctor c co rscto l tsó V y cómo s ráctcmt gul l corrt d msor r l modo ctvo. st coclusó s ud obsrvr Fg. dod s rs ls coctrcos d hucos r dos csos d olrzcó bs-colctor. Fg. : strbucos d ortdors mortros l rgó d l bs d u trsstor --. () Modo ctvo, co V 0 y V > 0. (b) Modo d sturcó co mbs uos drctmt olrzds. ocrtmt so los csos d V > 0 y V 0. Pud obsrvrs u l grdt d coctrcó dfr muy oco r stos dos csos y coscuc l corrt d colctor rmc ráctcmt costt. Rcordr u, l modo ctvo, l corrt d lctros s dsrcbl frt : d ( ) Fg. 0: rctrístcs d sld dl trsstor -- cofgurcó d bs-comú. Obsrvmos u l modo d sturcó V >0 y d uño vlor (V <0 y uño) y u cuto más drctmt s olrz l uó colctor - bs (cudo V s hc más gtvo) mor s l vlor d. Tmbé obsrvmos u, d curdo co su dfcó, l corrt O corrsod l corrt d colctor co l msor brto ( 0). uu d sto s hblrá más dlt, V O corrsod l tsó d rutur d l uó colctor - bs co l msor brto. S mbrgo, s s ds rducr l corrt d colctor cro dbrá, hor dtro dl modo d sturcó, lcrs u olrzcó V (-)V trsstors d slco (Fg. 0). st form, l coctrcó d ortdors mortros l bs los utos 0 y s hrá l msm, stdo u grdt d ortdors ulo y or tto l corrt d colctor s ulrá (Fg. b) Modfccó d ls crctrístcs státcs. dscrcó hch ls sccos trors y ls cucos u dtrm l modlo dl trsstor bolr, h sdo rlzds tdo cut u sr d suoscos. o obstt lls, l modlo u s obt stsfc l comortmto d l myor rt d los trsstors rls. S mbrgo, r vlors bjos o lvdos d ls olrzcos st dsvcos l comortmto u db solucors tdo cut los fctos d sgudo ord. chos fctos stá rlcodos co l cso d l dstrbucó grdul d ls murzs l bs (bs grdul), l.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

12 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. rsstc d bs, l modulcó d l chur d l bs, l corrt d sturcó y l tsó d rutur, l fómo d grcó-rcombcó y los fctos d lt yccó. Todos llos v sr trtdos brvmt st sccó. ) Rgó d bs grdul. S h suusto l modlo obtdo u l coctrcó d murzs l rgó d l bs r uform. st hcho l ráctc o ocurr. Pr culur d los rocdmtos d fbrccó d trsstors bolrs (dfusó, mltcó d os,...) l dstrbucó d murzs l bs o s uform (Fg. b) so más b furtmt ddt d l dstc. l dgrm d bds d rgí s mustr Fg. c. osdrdo st rmr fcto d sgudo ord, hor dbrá sustturs todos los sos trormt hchos l ctdd r l cso d dodo uform or l uv: Q ( ) G 0 s dcr, l úmro d murzs or udd d ár l bs grdul d form u l hcrlo, l modlo obtdo sí u lc co más cttud l comortmto d los trsstors bolrs fbrcdos. b) Rsstc d bs. Pr logrr lt gc corrt (crc l udd) s csro tr u bs sufctmt strch, s dcr, uño Fg. 3: ε P P P P () (b) Fg. 3: churs d ls dstts rgos smcoductors l dsoscó trdmsol () y su modlo udmsol (b). Fg. : () Vst d l sccó trsvrsl dl trsstor bolr. (b) strbucó d murzs l trsstor. (c) orrsodt dgrm d bds l ulbro. st o uformdd l dstrbucó d murzs o grdt d dstrbucó d murzs crrá su vz u grdt l coctrcó d lctros y, or tto, u dfusó d lctros dsd l bs hc l colctor. ulbro térmco o ud str u corrt t or lo u db hbr u cmo léctrco tro d cotcto u gr u movmto d los lctros stdo cotrro cotrrrstdo l corrt d dfusó d lctros. cho cmo léctrco strá ortdo l stdo d fvorcr l movmto d los hucos yctdos or l msor. l rsultdo s u co l dstrbucó o uform d l bs hor los ortdors mortros yctdos (hucos) s movrá hc l colctor o sólo or dfusó so dmás or rrstr cudo s d u stucó d olrzcó ctv. S obt mortts coscucs d st hcho: - S rduc l tmo csro r u los hucos yctdos trvs l rgó d bs (l cmo léctrco crdo fvorc l movmto d st to d ortdors). llo suo mjorr l rsust dl trsstor lts frcucs. - S mjor l fctor d trsort d bs α T, dbdo u l trdr mos tmo trvsr l rgó d bs, l robbldd d u ud rcombrs ll srá mor..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso S mbrgo, l ráctc, l rduccó d t u covt dbdo l cofgurcó usul d obl smcoductor d u trsstor bolr ( Fg. 4 rc l socd u trsstor bolr d to ) u rc cotctos d bs dsustos l obl. Fg. 4: () Sccó trsvrsl d u trsstor -- mostrdo l rsstc d bs. (b) Foclzcó d msor..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso

13 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. os lctros u fluy d l bs hc l ctro dl msor rovoc u cíd d tsó vrdo l vlor d l tsó d olrzcó drct fucó d l oscó dtro d l uó bs-msor. omo u rmr romcó l roblm s clcul l cíd d tsó tr l msor y l uto d l bs (tsó d olrzcó drct l uto d l bs) d l form: V V ( R R ) d l msm form l uto (tsó d olrzcó drct l uto d l bs): V V R vlor st últmo u ud sr sustclmt myor s R s lvd (Fg. 5), lo cul sucd s l bs s sufctmt strch ( d uño vlor): R Prof. Fg. 6: Trsstor co cotctos d msor y bs trlzdos. c) Modulcó d l chur d l bs. Hst hor sólo s h cosdrdo ls crctrístcs dl trsstor bolr l cofgurcó d bs comú. S mbrgo, tmbé s d muy frcutmt l cofgurcó d msor-comú (Fg. 7). d R d Prof. Fg. 5: rsstc R s l corrsodt u blou d smcoductor d to umtdo l dsmur. omo coscuc d st hcho, l flujo d hucos yctdos or l msor tdrá loclzrs más ls zos dl to dl uto u dl to dl uto, usto u l hy más olrzcó drct. s dcr, l flujo d ortdors mortros s coctrrá más hc los trmos dl msor u su zo ctrl (Fg. 4b). st fómo s coocdo bjo l ombr d foclzcó d msor y cr u dstrbucó o uform d l dsdd d corrt. st foclzcó ud roducr fctos o dsdos como l rduccó d l fcc d msor r ltos vls d yccó d ortdors. mr d odr subsr st dfcto cosst odr dstrbur l rgó dl msor lo lrgo d u zo sufctmt ml, r rducr sí l dsdd d corrt. S rur u rgó d msor u tg u rímtro lvdo comrdo co l ár d su surfc. U método mldo s l d dsor l msor tr l bs l form u s mustr Fg. 6. st form s cosgu rducr gr mdd l dsdd y l foclzcó d l corrt. ρ. Fg. 7: () ofgurcó d msor-comú d u trsstor --. (b) rctrístcs dls d sld d u trsstor -- cofgurcó d msor-comú. (c) rctrístcs rls d sld d u trsstor -- cofgurcó d msor-comú. st cofgurcó (Fg. 8), l msor s comú los crcutos d trd d l bs y d sld d colctor. (b) P msor s V V Fg. 8: ofgurcó msor comú. P olctor OUTPUT (c) S s cuml u V > V > 0, l uó msor-bs strá drctmt olrzd y l uó colctor-bs vrsmt olrzd y u s t u:.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

14 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. V V V -V V < 0 Fjrs u, l cso V < V, s t u V > 0 y, or tto, l uó colctor - bs s str drctmt olrzd sdo l modo d sturcó. tro d st modo, s V dsmuy, V V -V > 0, umt d modo u umt l olrzcó drct d l uó colctor-bs, dsmuydo coscuc (umto d l yccó d hucos d colctor bs u s oo l yccó d hucos d msor bs). l límt tr l modo ctvo d orcó y l modo d sturcó corrsod or cosgut V V, momto l cul V 0. form álog l cso d l cofgurcó bs-comú s ud obtr u rsó r l corrt d colctor. S tí u - Y u α o α o ( ) O O αo O αo αo S df l rámtro gc corrt msor-comú β o l cmbo crmtl d l corrt d colctor co rscto l cmbo crmtl d l corrt d bs: αo βo αo y s dsgrá como O l ctdd: O O α o como l corrt d érdds crcult tr colctor y msor cudo l bs stá crcuto brto ( 0). coscuc, β o O. bdo u l rámtro α o stá muy rómo l udd, l rámtro β o tomrá vlors lvdos. Por jmlo: s cosdrmos l cso d α o 0.99 s tdrá u β o 99; s α o s tdrá u β o 499. sto sgfc u u uño umto l corrt d bs rovocrá u gr umto l corrt d colctor. S cosdrármos u trsstor bolr dl cofgurcó d msorcomú, l corrt d colctor srí ráctcmt ddt d l tsó V (Fg. 7b), tl y como s obtuvo r l d bs comú. S mbrgo, u trsstor rl sto o ocurr. Pud obsrvrs Fg. 7c como rst crt dt co l vrcó d V. st vrcó s rs rtr dl fómo d modulcó d l chur d l bs, tmbé llmdo fcto rly. Pr l gc corrt msor comú β o s ud obtr l rsó: αo γ αt αt βo α γ α α o s dcr, β o s vrsmt roorcol l cudrdo d (l chur d l bs). mdd u l olrzcó V umt (umt l tsó d olrzcó vrs), l chur fctv d l bs dsmuy (l umtr l chur d l rgó scl d crg) tl y como s mustr Fg. 9 rovocdo u umto d l gc β o (r u msm s tdrá u vlor.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T T myor r ) y coscuc l corrt d colctor dd or l últm rsó d umt co V. Fg. 9: strbucos d ortdors mortros l rgó d l bs r u trsstor --. () l modo ctvo co V ostt y V vrdo.(b) ls codcos r ls corrts O O. d) orrt d sturcó y tsó d rutur. l ráctc, r l cofgurcó bs-comú l corrt d sturcó O s mor u l corrt d sturcó d u uó - ro, s dcr s mor u l corrt d sturcó d l uó colctor- bs cosdrd d form sld (u corrsodrí hcr V 0V us s s hc V 0V, (0) o ). corrt d colctor v dd or l rsó: d l vlor d s l msmo s s cosdr l uó colctor sld o s s cosdr u l msor stá brto. S mbrgo sí vrí l vlor d. corrt O stá mdd co l msor crcuto brto y coscuc l grdt d coctrcó rscto 0 s más uño u r l cso d cosdrr l uó - colctor - bs d form sld (V 0V) us 0 l coctrcó d hucos s mor (mor ctdd d hucos yctdos or l msor), Fg. 9b. Po tto, l cso d tr l msor brto O y s mor u l corrt d sturcó u s obt d cosdrr l uó colctor d form sld. o rscto l cofgurcó msor-comú, l corrt d sturcó O corrsod l vlor d l corrt d colctor cudo l bs stá brto. Pr u tsó d olrzcó V >0, l uó msor-bs strá olrzd co u uñ ro ostv V. l grdt d coctrcó co rscto 0 umt co rscto l cofgurcó d bs comú co msor brto (Fg. 9b), y coscuc l vlor d O s myor u l vlor d O. st hcho tmbé ud obtrs rtr d cosdrr l tror rsó: O O βo O αo lo cul os dc u O s romdmt β o vcs myor u O. o rscto l tsó d rutur, ud obsrvrs u d ls trors fgurs (Fg. 0) como l corrt d colctor umt muy rádmt u.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso

15 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. vz s v más llá dl vlor d rutur dcdo V O. st hcho s dbdo l trd rutur or vlch d l uó bs-colctor. Pr l cofgurcó msor-comú (Fg. 7b) l llgr V l vlor dcdo or V O, tr rutur or vlch l uó bs-colctor ro, st cso, co l bs crcuto brto. o rscto l comrcó d ls tsos d rutur ls cofgurcos bs-comú y msor-comú, ud obtrs u l fctor d multlccó M l uó colctor r l cofgurcó bs-comú s: M V V O η dod V O s l tsó d rutur cofgurcó bs comú co msor brto y η s u costt. udo l bs s o brto. st stucó, s obsrv u O y α o so multlcdos or M (Fg. 0) y coscuc: omo: α : O b: M O o O αo ( ) M O α M udo s d l crcustc d sr α o M l corrt crcult tom u vlor fto y db sr lmtd trvés d u crcuto tro l trsstor. ugo, l stucó d rutur r l cofgurcó d msor comú s r α o M. osdrdo l codcó α o M l tror rsó r l cofgurcó bs-comú, l tsó d rutur co l bs brto l cofgurcó d msor comú v dd or l rsó: V η O VO o O O o o α β o o ( α ) η V V β η l slco t u vlor d η comrddo tr y 6 y u vlor lvdo d β o, coscuc l tsó d rutur msor-comú V O s mucho mor u bs-comú V O. Fg. 0: Tsó d rutur V O y corrt d sturcó O cofgurcó d bs-comú, y corrsodts ctdds V O O r l cofgurcó d msor-comú. Puch-through: U fómo dstructvo trst, dstto d l rutur or vlch, ud tr lugr s l chur sobr l bs d l rgó scl d crg d l uó colctor - bs umt (dbdo l olrzcó vrs d st uó) d mr u lcz l uó bs - msor ts d u ocurr l rutur or vlch. st fómo s l llmdo "uch-through". udo l rgó scl d crg d l uó colctor - bs lcz l rgó scl d crg d l uó msor - bs, ls rgos d to P d msor y colctor dl trsstor PP ud uds or u úc rgó scl d crg, roorcodo u cmo d lt coductvdd dsd l msor l colctor, lo cul ud coducr corrts u dñ l dsostvo. corrt s crmt rádmt y h d sr lmtd or u rsstc tr. l myor rt d los trsstors (s stos h sdo b dsñdos mlmtdos), l rutur or vlch rcd l fcto "uch-through". S mbrgo, l "uch-through" ud rcdr l rutur or vlch s l bs t u chur muy uñ o u dodo rltvmt bjo (co lo u l chur sobr l bs d l rgó scl d crg d l uó colctor - bs s grd). Podrí srs u r crmtr l tsó l cul s roduc l fcto "uch-through" u solucó odrí sr crmtr l dodo d l bs ( ) co lo u dsmurímos l chur sobr l bs d l rgó scl d crg d l uó colctor - bs. S mbrgo sto roducrí l fcto gtvo d u dsmucó d l fcc d msor. l dsño dl trsstor s h d tr cut u l tsó d rutur or vlch d l uó colctor - bs dd d los msmos fctors u y vmos l tm tror udédos umtr dsmuydo l coctrcó lgr d murzs ( st cso l coctrcó lgr d murzs - ull u stá mor ctdd- s l d murzs ctors l colctor ). U vz fjd dtrmd dch tsó d rutur s h d grr u chur d bs tl u l fcto "uch-through" l uó bs - colctor s roduzc u tsó suror dcho vlor..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

16 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. ) Fómos d grcó-rcombcó y fctos d lt yccó. tod l dscusó rlzd hst hor s h dsrcdo los fómos d rcombcó y grcó d ortdors ls rgos scls d crg msor-bs y bs-colctor. S mbrgo, tto r u trsstor rl como l uó - hy u corrt d grcó d ortdors ls rgos scls d crg roducdos ls uos vrsmt olrzds, como s l cso d l uó bs-colctor l cofgurcó bs-comú. form culttv ud dcrs u l corrt d grcó s sum l d dsrsó o érdds y u s rdom l corrt d grcó O umt fucó d ( V ) r u uó brut bs-colctor o d l form ( V ) 3 s l uó bs-colctor s grdul. Tmbé l corrt d grcó d ortdors umtrá l vlor d O y u s cuml u O β o O. Por otr rt, l rgó scl d crg d l uó msor-bs drctmt olrzd st u corrt d rcombcó, y or tto dch corrt s ñd l corrt d bs. st corrt d rcombcó t u cusdo fcto sobr l gc corrt. Fg. mustr l corrt d colctor y l corrt d bs fucó d V r u trsstor bolr ordo l modo ctvo. Pr bjos vls d corrt l corrt d rcombcó s l comot d l corrt domt, y l corrt d bs vrí como (V mkt), co m. Fjrs u l corrt d colctor o s v fctd or l corrt d rcombcó msor-bs, dbdo u s cusd fudmtlmt or los hucos yctdos l bs y u s dfud hc l colctor. Fg. b rrst l gc corrt β o, l cul s obtd rtr dl coct tr y térmos dl vl d corrt d colctor u cofgurcó d msor comú. S obsrv u r vls bjos d corrt d colctor, l cotrbucó d l corrt d rcombcó l rgó scl d crg msor-bs s myor u l d l corrt d dfusó d ortdors mortros trvés d l bs d mr u l fcc d msor s bj. mdd u l corrt d dfusó rdom sobr l d rcombcó β o dur u vl costt. Por otr rt, régm d ltos vls d corrt, β o mz dsmur. llo s dbdo u s stá régm d lt yccó d ortdors us l coctrcó d ortdors mortros (hucos) yctdos l bs s comrbl l coctrcó d murzs ( ) y los ortdors mortros yctdos crmt d form fctv l dodo d l bs, lo cul d hcho cus u dsmucó d l fcc d msor. Otro fcto u cotrbuy l dgrdcó d β o r ltos vls d corrt d colctor s l fcto d foclzcó d msor, d form u l dsdd d corrt l rfr dl msor ud sr mucho myor u l dsdd d corrt romdo. coscuc, l fcto d lt yccó ocurr l rfr dl msor, roducdo u rduccó d β o. Fg. : () orrts d colctor y d bs fucó d l tsó msorbs. (b) Gc corrt cofgurcó d msor-comú r l trsstor d () l modlo d brs-moll. sccos trors s dscutro los cutro osbls modos d orcó dl trsstor bolr ddts d ls codcos d olrzcó d ls uos msor-bs y colctor-bs. l modo ctvo s mldo crcutos lls o lógcos. S mbrgo, crcutos dgtls ud str mlcdos cd uo d los cutro modos d orcó. st sccó vmos cosdrr u modlo r l trsstor bolr, modlo d brs-moll, u s lcbl todos los modos d fucomto. l modlo udmsol d trsstor bolr rrstdo Fg. ud sr rducdo u rrstcó crcutl mdt dos dodos frtdos co u rgó d to comú (Fg. b). o st rrstcó, y r comrdr l fucomto dl trsstor s drá u l corrt drct u crcul or u dodo.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

17 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. rdomtmt s covrt corrt vrs or l otro dodo, l cul stá vrsmt olrzdo. Fg. c s rrst l crcuto uvlt dl trsstor bolr sgú l modlo d brs-moll. st fgur s dot or F l corrt u trvs l uó msor-bs, st corrt srá u fucó d l tsó d olrzcó V. l modo ctvo, u lvd frccó d ortdors mortros (hucos) u sl dl msor lcz l colctor. st lvd frccó stá rrstd or l grdor d vlor α F F dod α F s l gc corrt cofgurcó d bs-comú. st form ud obtrs: ( α ) ( α ) FO F V KT V KT ( ) α R R0 ( ) V KT V KT ( ) ( ) α F F 0 R0 cucos u rcb l ombr d cucos dl modlo básco d brs-moll. sts cucos mustr l ddc d ls corrts trmls dl trsstor fucó d ls olrzcos lcds V y V. l modlo básco d brs-moll t cutro rámtros ( FO, RO, α F y α R ) u ud dtfcrs co ls costts j obtds trormt: F R R FO α α R RO F FO RO Fg. : () Sccó trsvrsl d u trsstor --. (b) Trsstor -- rrstdo como dos dodos - coctdos cátodo co cátodo. (c) grm crcutl dl modlo d brs-moll. l modo vrtdo d orcó, l uó bs-colctor stá drctmt olrzd y l uó msor-bs vrsmt olrzd. st modo stá rrstdo Fg. c mdt l corrt dl dodo colctor, R l cul s fucó d l tsó d olrzcó V. frccó d st corrt u lcz l msor s α R R. l rámtro α R s l gc corrt cofgurcó d bs-comú r l modo vrtdo (rlcó tr l úmro d ortdors mortros rcolctdos or l msor y l úmro d ortdors mortros yctdos l bs rocdts dl colctor). curdo co l crcuto uvlt d brs-moll s t r ls corrts F R (or dfcó d corrt u dodo): F R FO RO V KT ( ) V KT ( ) dod FO RO so ls corrts d sturcó r los dodos msor-bs y colctorbs, rsctvmt. Por otro ldo: F α R R α F F R Y, or tto: Pr u trsstor dl > α F FO α R RO. Pr u trsstor rl stá rlcó tmbé s cuml dbdo l crctrístc d rcrocdd u dsostvo burt. coscuc, sólo trs rámtros so csros r l modlo básco d brs-moll ( FO, RO, α F ) l trstor. l trstor s u dsostvo smcoductor u s ml clusvmt lccos dod s rur sr d u stdo d frc coduccó (O) u stdo d cort o rtur (stdo d OFF), sts so ls llmds lccos d comutcó. Tmbé s u dsostvo bolr y, or tto, su coduccó hy u vrl térmos d hucos y d lctros. st to d dsostvos brr u mlo rgo d corrts y tsos d fucomto, muy suror l d los trsstors bolrs (dsd mlmros hst 5000 y dsd voltos hst 0kV) rctrístcs báscs. Fg. 3 mustr l structur tíc tr d u trstor. omo s obsrv, stá formd or u sucsó d cs smcoductors l form ---. c d to P tr comucd co l crcuto tror mdt u trml coductor rcb l ombr d áodo, y l c d to s l llmdo cátodo. o st dsoscó cl s gú trml dcol más u los dl áodo y cátodo, l dsostvo sí formdo rcb l ombr d dodo d cutro cs. Obsérvs u rc dmás trs uos d mtrl smcoductor..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

18 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. Fg. 3: () odo d cutro cs ---. (b) Prfl d dodo tíco d u trstor. (c) grm d bds d rgí d u trstor ulbro térmco. S d form dcol s ñd l rgó tr d to P () u trml d cotrol tro llmdo urt, rsult coscuc u dsostvo d trs trmls u rcb l ombr d trstor o rctfcdor cotroldo d slco (SR). l símbolo lctróco dl trstor s mustr Fg. 4. Fg. 5: () Trstor lr d trs trmls. (b) Sccó trsvrsl udmsol dl trstor lr. Fg. 3c rrst l dsoscó d bds d rgí l ulbro térmco. Fjrs u cd uó st u rgó scl d crg co u otcl d cotcto u s dtrmdo or l rfl d dodo murzs. crctrístc corrt-tsó d u dodo --- s mustr Fg. 6. rc cco rgos b dfrcds: G Fg. 4: Símbolo lctróco mldo r l trstor. l rfl tíco d dodo r u trstor s mustr Fg. 3b y Fg. 5 s obsrv u dtll d l costruccó dl trstor. rmr lugr s dso u obl d slco d to d lt rsstvdd (bj coctrcó d murzs), l cul cofgur l rgó d to. Obsérvs l rfl l dodo uform d st rgó cosgudo mdt rocsos or trsmutcó d utros. cotucó, mdt téccs d dfusó s ñd d form smultá ls rgos y y ostrormt tmbé mdt st técc s obt l c. K Fg. 6: rctrístc corrt-tsó d u dodo ---. Rgó 0-: l dsostvo stá su rgó d lt mdc o stdo d blouo drcto. omrd tod l rgó 0- hst l uto llmdo d cddo.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

19 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. co tsó V F y corrt s, rtr dl cul cmb d stdo. dcho uto s cuml u dvd0. Rgó -: l dsostvo mfst u comortmto d rsstc gtv, s dcr, l corrt umt l dsmur l tsó. Rgó -3: l dsostvo stá su zo d coduccó o d bj mdc. S df l uto (V H, H ): tsó y corrt d mtmto cudo dvd0. Rgó 0-4: l dsostvo stá su stdo d blouo vrso. Rgó 4-5: l dsostvo stá su rgó d rutur. Tl y como s vo trormt, ls gcs corrt umt co l corrt. Pr bjo vl d corrt mbs gcs α y α so mucho mors u l udd y l corrt sólo stá formd or ls corrts d érdds. Tl y como l tsó lcd umt lo hrá y ls gcs α y α. Hbrá u momto l cul (α α ) s rom l udd hcdo umtr bruscmt, s l momto u l dsostvo stá stdo d coduccó. Fg. 8 mustr l stucó d cd u d ls rgos scls d crg rlcó l stdo d coduccó. coscuc, l dsostvo d cutro cs sí formdo s u dsostvo bstbl u ud sr d u stdo d coduccó (lt corrt y bj mdc) u stdo d blouo (bj corrt y lt mdc). U mr d coocr cul s l rocso d coduccó d u dsostvo d cutro cs s l d tdrlo como formdo or u dsoscó d dos trsstors, uo d to y l otro d to. bs d cd uo d llos stá coctd l colctor dl otro y vcvrs (Fg. 7). Fg. 7: Rrstcó d dos trsstors dl dodo d cutro cs. Rscto l trsstor co gc corrt α s ud scrbr: ( α α ) ( ) dod O r st trsstor. o rscto l trsstor, d gc corrt α s ud scrbr r su corrt d colctor: α α sdo O r l trsstor. Obsérvs u l corrt d bs dl trsstor s sumstrd or l colctor dl trsstor. guldo, s obt: O b: ( α) α ( α α ) Fg. 8: churs d ls rgos scls d crg y cíds d tsó l trstor ordo bjo codcos d () ulbro térmco, (b) blouo drcto, (c) coduccó, y (d) blouo vrso. Fg. 8: ulbro térmco. o hy coduccó. s churs d ls rgos scls d crg v dtrmds or ls coctrcos d murzs. Fg. 8b: louo drcto. J y J3 stá drctmt olrzds, J stá vrsmt olrzd, soortdo l myor rt d l tsó. Fg. 8c: stdo d coduccó. s trs uos stá drctmt olrzds. os dos trsstors (-- y --) stá su modo d sturcó. cíd d tsó l dsostvo s muy bj (V - V V 3 ) y muy róm l cíd d tsó u uó -. Fg. 8d: stdo d blouo vrso. J stá drctmt olrzd y J, J3 lo stá vrsmt. Por l rfl d dodo mostrdo Fg. 3b l tsó d rutur vrs srá dtrmd fudmtlmt or J dbdo l mor coctrcó d murzs l rgó. Fg. 5 mustr u trstor fbrcdo mdt u rocso lr co u lctrodo l urt (rgó ). sccó trsvrsl dl trstor lmtdo or ls lís dscotus s mustr Fg. 5b. crctrístc corrt tsó u trstor s smlr l d u dodo d cutro cs --- co l slvdd d u uí s l corrt d urt g (Fg. 9 mustr l crcuto smbólco d u trstor) u cus l.t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso

20 TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. TM 4 : Físc d los dsostvos bolrs: l trsstor y l trstor. umto dl térmo (α α ), dscddo l so coduccó. Flmt, Fg. 30 mustr l fcto d l corrt d urt g sobr l crctrístc corrt-tsó d u trstor obsrvádos l vrcó d l tsó d rutur o d gcó V F. mdd u l corrt d urt umt, l tsó d gcó dsmuy. α g ( α α) g Fg. 9: rcuto smbólco d u trstor. Fg. 3: () Scll lccó dl trstor. (b) Forms d od d ls tsos y d l corrt d urt. b dcr u so muchos más los dsostvos bolrs u s d l cmo d l lctróc y d l grí lcd (dc, trc,...) y u or custos d tmo uí o s trtrá. Fg. 30: fcto d l corrt d urt sobr l crctrístc corrt-tsó d u trstor. Fg. 3 s mustr u scll lccó dl trstor, l cul s roorcod u otc vrbl l crg R rtr d l tsó d rd. ctdd d otc roorcod l crg ddrá dl momto u s troducdos los ulsos d corrt d urt l trstor (Fg. 3b). uto más rómos l co d cd cclo s troducdos los ulsos d corrt más otc srá roorcod l crg. S los ulsos d corrt s rtrs co rscto l co d cd cclo, ddo u l trstor o coducrá hst l llgd dl ulso, l ctdd d otc roorcod l crg dsmurá..t.t.(s..) - Uvrstt d Vlèc - urso T.T.(S..) - Uvrstt d Vlèc - urso