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física electrónica

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  • 1. TRANSITORESEl transistor es un dispositivo electrónico semiconductor quecumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador orectificador. El término transistor es la contracción en inglesde transfer resistor (resistencia de transferencia). Actualmentese encuentran prácticamente en todos los aparatoselectrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductoresde audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparasfluorescentes, teléfonos, celulares, etc.
  • 2. Transistor de contacto puntualLlamado también transistor de punta de contacto, fue el primertransistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por JohnBardeen y Walter Brattain.CARATERISTICAS:Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejorconocido que la combinación cobre-oxido de cobre, sobre la que seapoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor yel colector. La corriente de base es capaz de modular la resistenciaque se «ve» en el colector, de ahí el nombre de «transfer resistor». Sebasa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil defabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podíadesplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con eltransistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho debanda. En la actualidad ha desaparecido.
  • 3. Transistor de unión bipolarEl transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabricabásicamente sobre un mono cristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de galio,que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entreconductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre elsustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dosde las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dosuniones NP.CARACTERÍSTICAS:La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P deaceptadores o huecos (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementosaceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) oFosforo (P).La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde laletra intermedia siempre corresponde a la característica de la base, y las otras dos alemisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base,tienen diferente contaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho máscontaminado que el colector).El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichascontaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación(difusión gaseosa, epitaxia, etc.) y del comportamiento cuántico de la unión.
  • 4. Transistor de efecto de campoEl transistor de efecto de campo de unión (JFET), fue el primer transistor deefecto de campo en la práctica. Lo forma una barra de material semiconductor desilicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contactoóhmico, tenemos así un transistor de efecto de campo tipo N de la forma másbásica.CARACTERISTICAS:Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entresí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otrodrenador. Aplicando tensión positiva entre el drenador y el surtidor y conectando la puerta alsurtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador conpolarización cero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensión deestrangulamiento, cesa la conducción en el canal.El transistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en inglés, que controla la corrienteen función de una tensión; tienen alta impudencia de entrada.Transistor de efecto de campo de unión, JFET, construido mediante una unión PN.Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta seaísla del canal mediante un dieléctrico. Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET,donde MOS significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metálica yestá separada del canal semiconductor por una capa de oxido.
  • 5. Transistores y Electrónica de PotencCon el desarrollo tecnológico y evolución de la electrónica, la capacidad delos dispositivos semiconductores para soportar cada vez mayores nivelesde tensión y corriente ha permitido su uso en aplicaciones de potencia. Esasí como actualmente los transistores son empleados en conversoresestáticos de potencia, controles para motores y llaves de alta potencia(principalmente inversores), aunque su principal uso está basado en laamplificación de corriente dentro de un circuito cerrado.
  • 6. El transistor bipolar como amplificaEl comportamiento del transistor se puedever como dos diodos (Modelo de Ebers-moll), uno entre base y emisor, polarizadoen directo y otro diodo entre base ycolector, polarizado en inverso. Estoquiere decir que entre base y emisortendremos una tensión igual a la tensióndirecta de un diodo, es decir 0,6 a 0,8 paraun transistor de silicio y unos 0,4 para elgermanio.Lo interesante del dispositivo es que en elcolector tendremos una corrienteproporcional a la corriente de base: IC = βIB, es decir, ganancia de corriente cuandoβ>1. Para transistores normales de señal,β varía entre 100 y 300.Entonces, existen tres configuracionespara el amplificador:
  • 7. MOSFETHay dos familias de transistores de efecto de campo: los JFET y los MOSFET. Pese a que elconcepto básico de los FET se conocía ya en 1930, estos dispositivos sólo empezaron a fabricarsecomercialmente a partir de la década de los 60. Y a partir de los 80 los transistores de tipo MOSFEThan alcanzado una enorme popularidad. Comparados con los BJT, los transistores MOS ocupanmenos espacio, es decir, dentro de un circuito integrado puede incorporase un numero mayor.Además su proceso de fabricación es también más simple. Además, existe un gran número defunciones lógicas que pueden ser implementadas únicamente con transistores MOS (sinresistencias ni diodos). Esto ha hecho del transistor MOS el componente estrella de la electrónicadigital.MOSFET significa "FET de Metal OxidoSemiconductor" o FET de compuerta aislada,es un arreglo de cientos de transistoresintegrados en un sustrato de silicio. Cadauno entrega una parte a la corriente total.Uno de los motivos que impulsó sudesarrollo es que los transistores bipolarespresentan limitaciones. Es un dispositivocontrolado por tensión, Es un dispositivoextremadamente veloz en virtud a la pequeñacorriente necesaria para estrangular o liberarel canal. Por esta facultad se los usaampliamente en conmutación. Su velocidadpermite diseñar etapas con grandes anchosde banda minimizando, así, lo que sedenomina distorsión por fase.
  • 8. El JFETEl JFET (Junction Field-EffectTransistor, en español transitar deefecto de campo de juntura o unión) esun dispositivo electrónica, esto es, uncircuito que, según unos valoreseléctricos de entrada, reacciona dandounos valores de salida. En el caso delos JFET, al ser transistores de efectode campo eléctrico, estos valores deentrada son las tensiones eléctricas, enconcreto la tensión entre los terminalesS (fuente) y G (puerta), VGS. Según estevalor, la salida del transistor presentaráuna curva característica que sesimplifica definiendo en ella tres zonascon ecuaciones definidas: corte, óhmicay saturación.