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  • 1. TRANSISTORES
  • 2. TRANSISTOREl transistor es un dispositivo electrónico en estado sólido,cuyo principio de funcionamiento se basa en la Física de losSemiconductores. Este cumple funciones de amplificador,oscilador, conmutador o rectificador. El término “transistor” esla contracción en inglés de transfer resistor (“resistencia detransferencia”). Actualmente se los encuentra prácticamente entodos los aparatos domésticos de uso diario: radios,televisores, grabadoras, reproductores de audio y video,hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos derefrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras,calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos derayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonosmóviles, etc. Este Dispositivo semiconductor que permite elcontrol y la regulación de una corriente grande mediante unaseñal muy pequeña.
  • 3. Polarización de un TransistorUna polarización correcta permite el funcionamiento deeste componente. No es lo mismo polarizar un transistorNPN que PNP. Generalmente podemos decir que la uniónbase - emisor se polariza directamente y la unión base -colector inversamente.
  • 4. Tipos de TransistoresExisten distintos tipos de transistores, de los cuales laclasificación más aceptada consiste en dividirlos en transistoresde bipolares o BJT (Bipolar Junction Transistor) y transistores deefecto de campo o FET (Field Effect Transistor). La familia de lostransistores de efecto de campo es a su vez bastanteamplia, englobando los JFET, MOSFET, MISFET, etc.
  • 5. Transistor de contacto puntualConocido también como transistor de punta de contacto, fue el primertransistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por J.Bardeen y W. Brattain.Consta de una base de germanio, semiconductorpara entonces mejor conocido que lacombinación cobre-óxido de cobre, sobre la quese apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas queconstituyen el emisor y el colector. La corrientede base es capaz de modular la resistencia quese “ve” en el colector, de ahí el nombre de“transfer resistor”. Se basa en efectos desuperficie, poco conocidos en su día. Es difícilde fabricar (las puntas se ajustaban amano), frágil (un golpe podía desplazar laspuntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con eltransistor de unión (W. Shockley, 1948) debido asu mayor ancho de banda. En la actualidad hadesaparecido.
  • 6. Transistor de Unión UnipolarTambién llamado de efecto de campo de unión (JFET), fue el primertransistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra dematerial semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de labarra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor deefecto de campo tipo N de la forma más básica. Si se difunden dosregiones P en una barra de material N y se conectan externamente entresí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremossurtidor y al otro drenador. Aplicando tensión positiva entre el drenadory el surtidor y conectando a puerta al surtidor, estableceremos unacorriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarizacióncero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensión deestrangulamiento, cesa la conducción en el canal.
  • 7. Transistor bipolarLos transistores bipolares surgen de la unión de tres cristales desemiconductor con dopajes diferentes e intercambiados. Se puedetener por tanto transistores PNP o NPN. Tecnológicamente sedesarrollaron antes los transistores BJT que los FET. El transistor deunión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica básicamentesobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de galio, quetienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entreconductores como los metales y los aislantes como el diamante.Sobre el sustrato de cristal, secontaminan en forma muy controladatres zonas, dos de las cuales son delmismo tipo, NPN o PNP, quedandoformadas dos uniones NP. La zona Ncon elementos donantes de electrones(cargas negativas) y la zona P deaceptadores o “huecos” (cargaspositivas).
  • 8. Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In),Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) o Fósforo (P).La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNPo NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a lacaracterística de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, sibien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferentecontaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho máscontaminado que el colector).El mecanismo que representa elcomportamiento semiconductordependerá de dichascontaminaciones, de la geometríaasociada y del tipo de tecnología decontaminación (difusióngaseosa, epitaxial, etc.) y delcomportamiento cuántico de la unión.
  • 9. Configuraciones:La construcción interna de un transistor como todo circuito necesitade dos terminales de entrada y dos de salida, pero al contar en sufabricación solo con tres terminales, se hace necesario adoptar unade las siguientes configuraciones: Emisor común, Base común,Colector común.
  • 10. Emisor Común:La señal se aplica a la base del transistor y se extrae por el colector. El emisorse conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. Enesta configuración se tiene ganancia tanto de tensión como de corriente y altaimpedancia de entrada. Como la base está conectada al emisor por un diodo endirecto, entre ellos podemos suponer una tensión constante, Vg. Tambiénsupondremos que β es constante. Entonces tenemos que la tensión de emisores: VE = VB − VgBase Común:La señal se aplica al emisor del transistor y se extrae por el colector. la base seconecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. En estaconfiguración se tiene ganancia sólo de tensión. La impedancia de entrada esbaja y la ganancia de corriente algo menor que uno, debido a que parte de lacorriente de emisor sale por la base.Colector Común:La señal se aplica a la base del transistor y se extrae por el emisor. El colectorse conecta a las masas tanto de la señal de entrada como a la de salida. Enesta configuración se tiene ganancia de corriente, pero no de tensión que esligeramente inferior a la unidad. Esta configuración multiplica la impedancia desalida por 1/β.
  • 11. Transistor de efecto de campoLos transistores de efecto de campo más conocidos son los JFET(Junction Field Effect Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) y MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor FET).Tienen tres terminales denominadas puerta (o gate) a la equivalente ala base del BJT, y que regula el paso de corriente por las otras dosterminales, llamadas drenador (drain) y fuente (source).Presentan diferencias de comportamientorespecto a los BJT. Una diferenciasignificativa es que, en los MOSFET, lapuerta no absorve intensidad enabsoluto, frente a los BJT, donde laintensidad que atraviesa la base espequeña en comparación con la quecircula por las otras terminales, pero nosiempre puede ser despreciada.
  • 12. Fue inventado en los Laboratorios Bell de Estados Unidos en diciembre de1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley,quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956. Fue elsustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos, o triodo. El transistorde efecto de campo fue descubierto antes que el transistor (1930), pero no seencontró una aplicación útil ni se disponía de la tecnología necesaria parafabricarlos masivamente.Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego losdenominados transistores de efecto de campo (FET). En los últimos, lacorriente entre el surtidor o fuente (source) y el drenaje (drain) se controlamediante el campo eléctrico establecido en el canal. Por último, apareció elMOSFET (transistor FET de tipo Metal-Óxido-Semiconductor). Los MOSFETpermitieron un diseño extremadamente compacto, necesario para losCircuitos Integrados. Hoy la mayoría de los circuitos se construyen contecnología CMOS.Su funcionamiento es análogo al del triodo, con la salvedad que en el triodolos equivalentes a Compuerta, Drenador y Fuente son Reja (o Grilla Control),Placa y Cátodo. Los transistores de efecto de campo, son los que hanpermitido la integración a gran escala disponible hoy en día, para tener unaidea aproximada pueden fabricarse cientos de miles de transistoresinterconectados, por centímetro cuadrado y en varias capas superpuestas.
  • 13. FototransistorLos fototransistores son sensibles a la radiación electromagnética enfrecuencias cercanas a la de la luz visible; debido a esto su flujo decorriente puede ser regulado por medio de la luz incidente. Unfototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal, sóloque puede trabajar de 2 maneras diferentes: Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo común) Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (modo de iluminación).
  • 14. JFETLa polarización de un JFET (Junction Field-Effect Transistor) exige quelas uniones pn estén inversamente polarizadas, para un JFET de canalN, el voltaje del drenaje debe ser mayor que el voltaje de la fuente paraque exista un flujo de corriente a través del canal, además la el voltajede compuerta debe ser mas negativo que el de la fuente para que launión pn se encuentre polarizada inversamente.Las curvas del JFET sonmuy parecidas a las de lostransistores bipolares, con ladiferencia que los JFET soncontrolados por tensión,mientras que los bipolarespor corriente
  • 15. MOSFETLos transistores MOSFET (Metal-Oxido-Semiconductor) sondispositivos de efecto de campo, al igual que los JFET, que utilizan uncampo eléctrico para crear un canal de conducción. Son dispositivosmás importantes que los JFET ya que la mayor parte de los circuitosintegrados digitales se construyen con la tecnología MOS.Al igual que los JFET existendos tipos de transistoresMOS, los P-MOS Y LOS N-MOS Los transistores JFET yMOSFET tienen unaestructura física muydiferente, pero susecuaciones analíticas soymuy similares, por esto lostransistores MOS tienen lasmismas regiones deoperación que los JFET

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