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Caracteristicas de los transitores
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Caracteristicas de los transitores

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  • 1. Características de transistor bipolar o BJTEl transistor es un dispositivo que ha originado una evolución en el campoelectrónico.En este tema se introducen las principales características básicasdel transistor bipolar y FET y se estudian los modelos básicos de estosdispositivos y su utilización en el análisis los circuitos de polarización.Polarizar un transistor es una condición previa a muchas aplicaciones lineales yno-lineales ya que establece las corrientes y tensiones en continua que van acircular por el dispositivo. Símbolos y sentidos de referencia para un transistor bipolar a) NPN y b) PNP.
  • 2. Corrientes en un transistor de unión o BJTUn transistor bipolar de unión está formado por dos uniones pn encontraposición. Físicamente, el transistor está constituido por tres regionessemiconductoras -emisor, base y colector- siendo la región de base muy delgada(< 1µm).El modo normal de hacer operar a un transistor es en la zona directa. En estazona, los sentidos de las corrientes y tensiones en los terminales del transistor semuestran en la figura 1.1.a para un transistor NPN y en la figura 1.1.b a un PNP. Enambos casos se verifica que:Ebers y Moll desarrollaron un modelo que relacionaba las corrientes con lastensiones en los terminales del transistor. Este modelo, conocido como modelo deEbers-Moll, establece las siguientes ecuaciones generales que, paraun transistor NPN, son: αF = 0.99, αR= 0.66, IES = 10-15A, ICS = 10-15A
  • 3. Para un transistor ideal, los anteriores cuatro parámetros están relacionadosmediante el teorema de Reciprocidad Zonas de operación de un transistor en la región directa.
  • 4. Zonas de operación de un transistor en la región directa.Unión de emisor Unión de colector Modo de operación Directa Inversa Activa directa Inversa Directa Activa inversa Inversa Inversa Corte Directa Directa Saturación Principales modos de operación de un transistor bipolar
  • 5. Características de transistores JFETCuando funcionan como amplificador suministran una corriente de salida que esproporcional a la tensión aplicada a la entrada. Características generales:Por el terminal de control no se absorbe corriente.Una señal muy débil puede controlar el componenteLa tensión de control se emplea para crear un campo eléctricoExisten dos tipos de transistores de efecto de campo los JFET (transistor de efecto decampo de unión) y los MOSFET. Los transistores MOS respecto de los bipolaresocupan menos espacio por lo que su aplicación más frecuente la encontramos en loscircuitos integrados.Es un componente de tres terminales que se denominan: Puerta (G, Gate), Fuente(S, Source), y Drenaje (D, Drain). Según su construcción pueden ser de canal P o decanal N. Sus símbolos son los siguientes: Símbolo de un FET de canal N Símbolo de un FET de canal p
  • 6. CURVA CARACTERÍSTICALos parámetros que definen el funcionamiento de un FET se observan en la siguiente figura: Parámetros de un FET de canal N Parámetros de un FET de canal P La curva característica del FET define con precisión como funciona este dispositivo. En ella distinguimos tres regiones o zonas importantes:  Zona lineal.- El FET se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la tensión VGS.  Zona de saturación.- A diferencia de los transistores bipolares en esta zona, el FET, amplifica y se comporta como una fuente de corriente controlada por la tensión que existe entre Puerta (G) y Fuente o surtidor (S) , VGS. Zona de corte.- La intensidad de Drenador es nula. Como en los transistores bipolares existen tres configuraciones típicas: Surtidor común (SC), Drenador común (DC) y Puerta común (PC). La más utilizada es la de surtidor común que es la equivalente a la de emisor común en los transistores bipolares. Las principales aplicaciones de este tipo de transistores se encuentran en la amplificación de señales débiles.
  • 7. CARACTERÍSTICAS DE SALIDAAl variar la tensión entre drenador y surtidor varia la intensidad de drenador permaneciendo constante latensión entre puerta y surtidor.En la zona óhmica o lineal se observa como al aumentar la tensión drenador surtidor aumenta la intensidad dedrenador.En la zona de saturación el aumento de la tensión entre drenador y surtidor produce una saturación de lacorriente de drenador que hace que esta sea constante. Cuando este transistor trabaja como amplificador lohace en esta zona.La zona de corte se caracteriza por tener una intensidad de drenador nula.La zona de ruptura indica la máxima tensión que soportará el transistor entre drenador y surtidor.Es de destacar que cuando la tensión entre puerta y surtidor es cero la intensidad de drenador es máxima.
  • 8. CARACTERÍSTICAS DE TRANSFERENCIAIndican la variación entre la intensidad de drenador en función de la tensión de puerta.HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE LOS FETEn las hojas de características de los fabricantes de FETs encontrarás los siguientes parámetros (los másimportantes): VGS y VGD.- son las tensiones inversas máximas soportables por la unión PN. IG.- corriente máxima que puede circular por la unión puerta - surtidor cuando se polariza directamente. PD.- potencia total disipable por el componente. IDSS.- Corriente de saturación cuando VGS=0. IGSS.- Corriente que circula por el circuito de puerta cuando la unión puerta - surtidor se encuentra polarizado en sentido inverso.
  • 9. TRANSITOR MOSFETMOSFET son las siglas de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Consiste en un transistorde efecto de campo basado en la estructura MOS. Es el transistor más utilizado en la industriamicroelectrónica. Prácticamente la totalidad de los circuitos integrados de uso comercial están basados entransistores MOSFET.Un transistor MOSFET consiste en un sustrato de materialsemiconductor dopado en el que, mediante técnicas dedifusión de dopantes, se crean dos islas de tipo opuestoseparadas por un área sobre la cual se hace crecer unacapa de dieléctrico culminada por una capa de conductor.Los transistores MOSFET se dividen en dos tiposfundamenta les dependiendo de cómo se haya realizadoel dopaje:Tipo nMOS: Sustrato de tipo p y difusiones de tipo n.Tipo pMOS: Sustrato de tipo n y difusiones de tipo p.Las áreas de difusión se denominan fuente(source) y drenador(drain), y el conductor entre ellos esla puerta(gate).El transistor MOSFET tiene tres estados de funcionamiento:Estado de corteCuando la tensión de la puerta es idéntica a la del sustrato, el MOSFET está en estado de no conducción:ninguna corriente fluye entre fuente y drenador. También se llama mosfet a los aislados por juntura de doscomponentes.
  • 10. Conducción linealAl polarizarse la puerta con una tensión negativa (nMOS) opositiva (pMOS), se crea una región de deplexión en la regiónque separa la fuente y el drenador. Si esta tensión crece losuficiente, aparecerán portadores minoritarios (electrones enpMOS, huecos en nMOS) en la región de deplexión que daránlugar a un canal de conducción.El transistor pasa entonces a estado de conducción, de modoque una diferencia de potencial entre fuente y drenador darálugar a una corriente. El transistor se comporta como una Curvas característica y de salida de un transistorresistencia controlada por la tensión de puerta. MOSFET de deplexión canal n.SaturaciónCuando la tensión entre drenador y fuente supera cierto límite, el canal de conducción bajo la puerta sufre unestrangulamiento en las cercanías del drenador y desaparece. La corriente entre fuente y drenador no seinterrumpe, ya que es debido al campo eléctrico entre ambos, pero se hace independiente de la diferencia depotencial entre ambos terminales.AplicaciónLa forma más habitual de emplear transistores MOSFET es en circuitos de tipo CMOS, consistentes en el usode transistores pMOS y nMOS complementarios. Véase Tecnología CMOSLas aplicaciones de MOSFET discretos más comunes son: Resistencia controlada por tensión. Circuitos de conmutación de potencia (HEXFET, FREDFET, etc). Mezcladores de frecuencia, con MOSFET de doble puerta.
  • 11. VentajasLa principal aplicación de los MOSFET está en los circuitos integrados, p-mos, n-mos y c-mos, debido avarias ventajas sobre los transistores bipolares: Consumo en modo estático muy bajo. Tamaño muy inferior al transistor bipolar (actualmente del orden de media micra). Gran capacidad de integración debido a su reducido tamaño. Funcionamiento por tensión, son controlados por voltaje por lo que tienen una impedencia de entrada muy alta. La intensidad que circula por la puerta es del orden de los nano amperios. Los circuitos digitales realizados con MOSFET no necesitan resistencias, con el ahorro de superficie que conlleva. La velocidad de conmutación es muy alta, siendo del orden de los nanosegundos. Cada vez se encuentran más en aplicaciones en los convertidores de alta frecuencias y baja potencia.
  • 12. TRANSITOR HBTEstos transistores son comúnmente utilizados en amplificadores de potencia avanzados, utilizados en una granvariedad de dispositivos, sobretodo en comunicaciones inalámbricas y dispositivos de alta velocidad para redesde fibra ópticas.“Kopin fue la primera compañía en comenzar la producción masiva de obleas deGaAs para HBT en 1996, y ha liderado la producción de estos dispositivos desdeentonces”, mencionó John Fan, Presidente y CEO de Kopin.HBTEl transistor bipolar de hetero unión, HBT, es un dispositivo bipolar activo que incorpora una hetero unión entreuna amplia brecha de semiconductor y una brecha estrecha.El HBT tiene como principales características un alto rendimiento en frecuencia, alta eficiencia y buena linearidadde la señal.Los HBT están diseñados para utilizarse en dispositivos de potencia o de alta frecuencia, debido a suscaracterísticas que incluyen soporte altos voltajes de ruptura, altas densidades de corriente y una buenauniformidad en el voltaje umbral.La compañía provee obleas de HBT de 4 y 6 pulgadas, para clientes que utilizan estos transistores en una granvariedad de aplicaciones, principalmente en telefonía celular y redesLAN inalámbricas.Existen dos tipos de HBT:SHBT (Single Heterojunction Bipolar Transistor), el cual tiene una sola heterounión, en donde el emisor es labrecha de semiconductor amplia, lo que permite un alto dopado de la base, reduciendo así la resistencia de labase, mientras que el emisor está dopado de una forma más ligera, reduciendo la capacitancia y mejorando elrendimiento en frecuencia.DHBT (Double Heterojunction Bipolar Transistor), el cual tiene las mismas ventajas que el SHBT, con mejorasadicionales en el voltaje de ruptura y un decrecimiento en la inyección de portadores minoritarios de la base alcolector, cuando el dispositivo se encuentra saturado.
  • 13. TRANSITOR HEMTEl HEMT (High Electron Mobility Transistor) es un transistor de efecto de campo basado en hetero estructuras.Antes de entrar en mayor detalle a estudiar el HEMT, vamos a ver una síntesis de los transistores FET(transistores de efecto de campo).HEMT es un transistor basado en hetero estructuras. La creación de hetero estructuras se lleva a cabo concapas delgadas epitaxiales de diferentes materiales con distintos saltos de banda prohibida (gap-band), con el finde explotar al máximo la movilidad que presenta el GaAs. Los materiales usados son compuestos como el GaAs,AlGaAs, InGaAs o InP obtenidos a partir de la combinación de elementos de los grupos III y IV del sistemaperiódico.Gracias al desarrollo de las técnicas que han hecho posible la fabricaciónde las hetero estructuras, han surgido multitud de dispositivoselectrónicos y opto electrónicos basados en el diseño de la estructura debandas electrónicas de los semiconductores. Los transistores bipolaresde hetero unión HBT, los diodos de emisión de luz LED’s, los diodos láser,los fotodiodos de interbanda, los fotodiodos de infrarrojo basados enpozos cuánticos QWIP, los láseres de cascada cuántica, etc. Todos estosejemplos, junto al transistor de alta movilidad electrónica HEMT (objeto denuestro estudio), son distintos dispositivos basados en el control de laestructura de bandas mediante la fabricación de sistemas heteroepitaxiales. Como en otros FETs, en los HEMTs hay tres contactosmetálicos (drenador, fuente y puerta) sobre la superficie de una estructurasemiconductora. Los contactos de drenador y fuente son óhmicos,mientras que la puerta es un contacto de barrera Schottky. En la Figurase muestra una estructura de capas típica de un HEMT.
  • 14. Estos transistores HEMT’s y los HEMT pseudomórficos (p-HEMT’s) están sustituyendo rápidamente a latecnología MESFET convencional, en muchas aplicaciones que requieren bajo nivel de ruido y alta ganancia.Tanto los HEMT como p-HEMT son transistores de efecto de campo, por lo que sus principios defuncionamiento son muy parecidos a los del MESFET. La principal diferencia está, como hemos visto, en laestructura de capas. En las tablas siguientes vemos las estructuras epitaxiales típicas de los transistoresMESFET, HEMT y p-HETM:Como hemos dicho, el empleo de estas hetero estructuras permite dotar a los transistores de una alta movilidadelectrónica. Debido al mayor salto de banda prohibida del AlAsGa comparado con las regiones adyacentes deAsGa, los electrones libres se difunden desde el AlAsGa en el AsGa y se forma un gas electrónico bidimensionalen la hetero interfaz (2-DEG; Two Dimensional Electrón Gas). Una barrera de potencial confina los electrones enuna lámina muy estrecha. Vemos en la siguiente figura el diagrama de bandas de energía de un HEMT deAlGaAs-GaAs genérico. Esta es laHetero unión de mayor interés.
  • 15. Las propiedades de transporte de esta capa 2-DEG son superiores a las de un MESFET, puesto que laausencia de donadores ionizados en el canal reduce la dispersión, aumentando así la movilidad. Asíconseguimos lo que no podíamos con la tecnología MESFET [6].En realidad, no estamos trabajando con un HEMT convencional, sino con un pHEMT (pseudomórfico), debido ala presencia de InGaAs en la zona central de la hetero unión, que mejora el comportamiento en cuanto altransporte de electrones y al confinamiento de los portadores en el canal. En la Figura 2.7 vemos la estructurade un dispositivo p-HEMT correspondiente a la tecnología ED02AH, que es la tecnología que nos interesa, y dela que ya hablaremos más adelante.FOTO TRANSITORESLos fototransistores no son muy diferentes de un transistor normal, es decir, están compuestos por el mismomaterial semiconductor, tienen dos junturas y las mismas tres conexiones externas: colector, base y emisor.Por supuesto, siendo un elemento sensible a la luz, la primera diferencia evidente es en su cápsula, que poseeuna ventana o es totalmente transparente, para dejar que la luz ingrese hasta las junturas de la pastillasemiconductora y produzca el efecto fotoeléctrico.Teniendo las mismas características de un transistor normal, es posible regular su corriente de colector pormedio de la corriente de base. Y también, dentro de sus características de elemento opto electrónico, elfototransistor conduce más o menos corriente de colector cuando incide más o menos luz sobre sus junturas.
  • 16. Los dos modos de regulación de la corriente de colector se pueden utilizar en forma simultánea. Si bien escomún que la conexión de base de los fototransistores no se utilice, e incluso que no se la conecte o ni siquieravenga de fábrica, a veces se aplica a ella una corriente que estabiliza el funcionamiento del transistor dentro decierta gama deseada, o lo hace un poco más sensible cuando se debe detectar una luz muy débil. Esta corrientede estabilización (llamada bias, en inglés) cumple con las mismas reglas de cualquier transistor, es decir, tendráuna relación de amplificación determinada por la ganancia típica de corriente, o hfe. A esta corriente prefijada sele suman las variaciones producidas por los cambios en la luz que incide sobre el fototransistor.Los fototransistores, al igual que los fotodiodos, tienen un tiempo de respuesta muycorto, es decir que pueden responder a variaciones muy rápidas en la luz. Debido aque existe un factor de amplificación de por medio, el fototransistor entregavariaciones mucho mayores de corriente eléctrica en respuesta a las variaciones enla intensidad de la luz.Los fototransistores combinan en un mismo dispositivo la detección de luz y la ganancia. Su construcción essimilar a la de los transistores convencionales, excepto que la superficie superior se expone a la luz a través deuna ventana o lente. Los fotones incidentes generan pares electrón-hueco en la proximidad de la gran unión CB. Las tensiones de polarización inversa de la unión CB, llevan los huecos a la superficie de la base y los electrones al colector. La unión BE polarizada directamente, hace que los huecos circulen de base a emisor mientras que los electrones fluyen del emisor a la base. En este punto la acción convencional del transistor se lleva a cabo con los electrones inyectados del emisor cruzando la pequeña región de la base y alcanzando el colector que es más positivo. Este flujo de electrones constituye una corriente de colector inducida por la luz.Los pares electrón-hueco foto inducidos contribuyen a la corriente de base y si el fototransistor se conecta enconfiguración de emisor común, la corriente de base inducida por la luz, aparece como corriente de colectormultiplicada por β ó hfe.
  • 17. Fuente de Información:•MOSFET - Wikipedia, la enciclopedia librees.wikipedia.org/wiki/MOSFETCurvas característica y de salida de un transistor MOSFET de acumulación canal n. Curvas característica y desalida de un transistor MOSFET de deplexión ...Historia - Funcionamiento - Aplicaciones - Enlaces externos•Transistor de efecto campo - Wikipedia, la enciclopedia librees.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_efecto_campoEl transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es ...•Transistor - Wikipedia, la enciclopedia librees.wikipedia.org/wiki/Transistor1 Historia; 2 Tipos de transistor. 2.1 Transistor de contacto puntual; 2.2 Transistor de unión bipolar; 2.3 Transistorde unión unipolar o de efecto de campo; 2.4 ...Historia - Tipos de transistor - Transistores y electrónica de ...•Tipos de transistoreswww.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema6/.../Pagina6.htmSe le llama transistor de potencia al transistor que tiene una intensidad grande (IC grande), lo que corresponde auna potencia mayor de 0,5 W. En este tipo de ...SoloMantenimiento. Tipos de Transistores Electrónicoswww.solomantenimiento.com/m_transistores.htmEl transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consiste de dos capas de material tipo n y unacapa tipo p, o bien, de dos capas de material tipo ...•INNOVACIÓN ELECTRÓNICA: TIPOS DE TRANSISTORESmundoelectronics.blogspot.com/2009/10/tipos-de-transistores.html29 Oct 2009 – Fue el primer transistor que obtuvo ganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain.Consta de una base de germanio sobre la que ...
  • 18. •¿tipos de transistores? - Yahoo! Respuestasespanol.answers.yahoo.com/question/index?qid... - Estados Unidos2 respuestas - 24 Feb 2009Mejor respuesta: El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones deamplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la ...•Transistor de unión bipolar - Wikipedia, la enciclopedia librees.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_unión_bipolarCaracterística idealizada de un transistor bipolar. En una configuración normal, la unión emisor-base sepolariza en directa y la unión base-colector en inversa. ...•Transistor - Wikipedia, la enciclopedia librees.wikipedia.org/wiki/TransistorIr a El transistor bipolar frente a la válvula termoiónica: Las válvulastienencaracterísticas eléctricas ... Cuando el transistor ...Mostrar más resultados de wikipedia.org

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