Tema 4. Transistor Bipolar (BJT)

Transcripción

1 Tema 4. Transstor polar (JT) Joaquín aquero López lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 1

2 Transstor polar (JT): Índce 4.1) Introduccón a los elementos de 3 termnales 4.2) Transstor polar JT (polar Juncton Transstor): structura. fecto transstor. rcuto smple de un transstor. 4.3) Zonas de funconamento. urvas característcas -I. Polarzacón. Modelos. 4.4) onfguracones. msor omún, olector omún y ase común 4.5) Aplcacones. Transstor real. lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 2

3 Introduccón a los elementos de 3 termnales Hasta ahora se han vsto componentes de 2 termnales, con una curva característca -I. Los componentes de 3 termnales tenen 3 pares de posbles curvas característcas -I. Dos de ellas son sufcentes para defnr el componente. sas dos curvas característcas son la curva -I de entrada y la curva -I de salda. La curva característca -I de salda es un conjunto de curvas en funcón de uno de los parámetros de entrada. ntrada e omponente de 3 termnales s Salda v e v s lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 3

4 Introduccón a los elementos de 3 termnales jemplo: Transstor bpolar JT urva característca -I de entrada urva característca -I de salda onjunto de curvas dependendo del parámetro de entrada I b (urvas paramétrcas) lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 4

5 Introduccón a los elementos de 3 termnales omponentes de 3 termnales: JT: Fuente de corrente (salda) controlada por corrente (entrada). Gananca de corrente. Termnales: ase, msor y olector FT: Fuente de corrente (salda) controlada por tensón (entrada). Transconductanca (g m ). Termnales: Puerta, Drenador y Fuente v v GD b JT c G g FT d D v v v GS v DS e s S lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 5

6 Introduccón a los elementos de 3 termnales lasfcacón de los componentes de 3 termnales. JT npn pnp JFT anal p anal n anal p anal n FT MOSFT nrquecmento Deplexón anal p anal n lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 6

7 Transstor bpolar JT structura y símbolo del transstor. npn y pnp Termnales: ase, msor y olector. omponente asmétrco. N P N P N P lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 7

8 Transstor bpolar JT structura del transstor. npn msor muy dopado. ase muy fna y poco dopada. on la unón ase-msor polarzada drectamente ( > T ) los electrones (mayortaros) alcanzan el olector a través de la ase muy fna. La unón ase-olector se polarza nversamente, de manera que ayuda al movmento de los electrones provenentes del msor (mnortaros en una unón p-n polarzada en nversa). olector ase msor n p - n Huecos Al gual que en los dodos: I O ( e v / T 1) Las correntes en el transstor: 1 ) ( ( 1 ) (1 ) lectrones Amplfcacón lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 8

9 Transstor bpolar JT rcuto smple deal (msor omún) Unón ase-msor polarzada drectamente ( > T ). Unón ase-olector polarzada nversamente. Fuente de corrente controlada por corrente. R Amplfcacón lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 9

10 Transstor bpolar JT Zonas de funconamento Zona Actva: Unón ase-msor polarzada drectamente ( > T ). Unón ase- olector polarzada nversamente. Amplfcacón Zona de orte: Unón ase-msor polarzada nversamente. ase-olector polarzada nversamente. No hay movmento de electrones (sólo mnortaros) 0 0 Interruptor aberto lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 10

11 Transstor bpolar JT Zonas de funconamento Zona Saturacón: Unón ase-msor polarzada drectamente ( > T ). Unón ase-olector polarzada drectamente. La polarzacón drecta evta que pasen los e - provenentes del msor. Sn embargo provoca que la tensón sea práctcamente nula. La corrente de colector c depende del crcuto externo. Interruptor cerrado Zona de Transstor nverso: Unón ase-msor polarzada nversamente. ase- olector polarzada drectamente. s como la zona actva, pero sólo mueve los electrones de fugas, no los mayortaros. Transstor muy malo. lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 11

12 Transstor bpolar JT urvas característcas -I (msor omún) aracterístca -I de entrada Zona orte aracterístca -I de entrada de un transstor Depende de Zona onduccón La ase-msor es una unón p-n: I O ( e v / T 1) (1 ) I O ( e v / T 1) La tensón mínma para polarzar drectamente la ase-msor es Depende del crcuto de entrada: 0; 0; Zona Actva o Saturacón Zona de orte R R v lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 12

13 Transstor bpolar JT urvas característcas -I (msor omún) aracterístca -I de salda La salda depende de la b : Zona Saturacón Potenca máxma Zona Actva o Lneal bn 0; 0; Zona Actva o Saturacón f R, b Zona de orte 0 b3 b2 b1 La potenca dspada lmta el área de operacón segura: P JT v Pmax te. sat Zona orte b0 = 0 v n la zona actva la c no es plana, tene un lgera pendente postva (0,01-0,05mA/). Modulacón del ancho de la base. Tensón arly. lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 13

14 Transstor bpolar JT Polarzacón. Análss en. (msor omún) Obtencón del Pto. de Operacón. aracterístca -I de entrada de un transstor rcuto de entrada R I Q Punto de operacón Q R 0 Recta de carga a la entrada R 0 v Q v Pto. De Operacón. Interseccón de la recta de carga con la curva característca de entrada. lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 14

15 Transstor bpolar JT Polarzacón. Análss en. (msor omún) Obtencón del Pto. de Operacón. R I Q aracterístca -I de salda de un transstor v Q Punto de operacón Q v rcuto de salda Recta de carga a la salda R 0 0 R Pto. De Operacón. Interseccón de la recta de carga con la curva del valor de dado por la característca de entrada. lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 15

16 Transstor bpolar JT Modelos Modelo equvalente en zona actva para o bajas frecuencas. npn I O Relacones áscas en la Zona Actva: Gananca de corrente bers-moll Smplfcado lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 16

17 Transstor bpolar JT onfguracones. Análss en A. msor omún. Amplfcador nversor de tensón. Polarzacón (Pto. de operacón o trabajo): R R R v e R s Gananca de tensón y corrente Alta mpedanca de entrada y de salda Amplfcacón de tensón A lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 17

18 Transstor bpolar JT onfguracones. Análss en A. msor omún. urvas característcas. aracterístca -I de entrada de un transstor /R t Punto de operacón Q I Q I Q Punto de operacón Q Q v ce v Q v lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 18

19 Transstor bpolar JT onfguracones. Análss en A. v e olector omún. Segudor de tensón. R s R Polarzacón (Pto. de operacón): R R R Gananca de corrente y potenca. Gananca de tensón ~ 1. Alta mpedanca de entrada y baja de salda. Amplfcacón de corrente A. (tapa de salda y búfer). Realmentacón negatva de la tensón de salda en sere con la entrada. lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 19

20 Transstor bpolar JT onfguracones. Análss en A. ase omún. Amplfcador de tensón. Polarzacón (Pto. de operacón): R R v e R ve R s R v aja mpedanca de entrada y alta de salda. Amplfcacón de tensón para I. uena respuesta en frecuenca. e lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 20

21 Transstor bpolar JT Aplcacones Resstenca varable (en y Zona Lneal) f ( ) f (, ) R Interruptor: orte y Saturacón. R R 0; Zona de orte 0 0; Zona de Saturacón f, R Amplfcadores lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 21

22 Transstor bpolar JT Transstor JT real. Sus característcas varían con la temperatura. n general, el ncremento de temperatura produce un aumento de la corrente del transstor, de la corrente de fugas y una dsmnucón de la tensón umbral ase-msor. La curva característca de salda no es plana en su Zona Lneal, tene un lgera pendente postva, determnada por el ancho de la base. (Modulacón de ancho de base). Tensón de arly. La tensón máxma que soporta un transstor entre termnales es fnta. Por encma de ellas se rompe el componente. La máxma corrente vene lmtada por la capacdad de dspacón de potenca del componente. La exstenca de capacdades y resstenca parástas hacen que la velocdad de respuesta del transstor sea lmtada. lectrónca, 2007 Joaquín aquero López 22