Electrónica Industrial Transistores de unión bipolar Capitulo 3 INGENIERIA MECANICA EPN Construcción de los transistores: pnp Hay dos tipos de transistors: pnp y npn Los terminales están etiquetados como: npn E - Emisor B - Base C - Colector Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Operación del transistor Con fuentes externas VEE y VCC, conectadas como se indica: La juntura base – emisor esta polarizada directamente La juntura base-collector esta polarizada inversamente Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Corrientes en un transistor La corriente del emisor es la suma de las corrientes de colector y base: I E I I C B La corriente del colector está compuesta por dos corrientes: I I I C C (majority) CO (minority) Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Configuración en base común La base es común tanto para la unión de entrada (base emisorbase) como para la salida (colector-base) del transistor. Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Amplificador en base común Características de entrada Esta curva muestra la relación entre la corriente de entrada (IE) y la tensión de entrada (VBE) para tres niveles de tensión de salida (VCB). Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Amplificador en base común Características de salida Este gráfico muestra la corriente de salida (IC) para una tensión de salida (VCB) para varios niveles de corriente de entrada (IE). Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Regiones de funcionamiento o de operación Activa. Rango de funcionamiento como amplificador. Corte El amplificador está básicamente apagado. Existe voltaje, y la corriente es pequeña. Saturación. El amplificador está completamente encendido. Hay corriente, pero poca tensión. Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Aproximaciones Corrientes de colector y emisor: IC IE Voltaje Base Emisor: VBE 0.7 V (for Silicon) Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Alfa () Alfa () es la relación entre IC e IE IC α dc IE Idealmente: = 1 En realidad: esta entre 0.9 and 0.998 Alfa () en el modo AC: α ac Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad ΔIC ΔI E © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Amplicador de Transistores V 200 mV IE I i i 10 mA Ri 20Ω Currentes y Voltajes: I I C E I Ganancia de voltaje : Av I 10 mA L i V I R (10 mA)(5 kΩ ) 50 V L L Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad VL Vi 50 V 250 200 mV © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Configuración de Emisor comun El emisor es común tanto para los circuitos de entrada (emisor base) como de salida (colectoremisor). La entrada se aplica a la base y la salida se toma del colector. Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Características de emisor común Características del colector Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad Características de la base © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Corrientes del amplificador de emisor común Currentes Ideales Corrientes reales IE = IC + IB IC = IE + ICBO IC = IE Donde ICBO = Corriente de colector de los portadores minoritarios ICBO es generalmente tan pequeño que puede ignorarse, excepto en transistores de alta potencia y en ambientes de alta temperatura. Cuando IB = 0 A el transistor esta en corte , pero hay una corriente minoritaria que fluye llamada ICEO. Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad ICBO ICEO 1 α IB 0 μA © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Beta () representa el factor de amplificación de un transistor. En modo DC: En modo AC: βdc IC ac IB IC IB VCE constant ac a veces se le conoce como hfe, un término usado en cálculos de modelado de transistores Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Beta () Determinación de de una Gráfica ( 3.2 mA 2.2 mA) ( 30 A 20 A) 1 mA V 7.5 V 10 A CE 100 βAC 2.7 mA 25 A 108 βDC VCE 7 .5 V Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Beta () Relación entre los factores de amplificación y : α β α 1 β α β 1 Relación entre las corrientes : IC βIB Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad IE (β 1)IB © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Configuración de colector común La entrada está en la base y la salida está en el emisor. Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Configuración de colector común Las características son similares a las del amplificador de emisor común, excepto que el eje vertical es IE. Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Límites de operación VCE es máximo y la IC es minima en la region de corte IC (max) ICEO IC es maxima y VCE es minima en la region de saturation. VCE (max) VCE ( sat ) VCEO El transistor opera en la región activa entre la saturación y el corte. Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Disipación de potencia Base común: PCmax VCBIC Emisor común: PCmax VCE IC Colector común: Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad PCmax VCE IE © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Hoja de especificaciones del transistor Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Hoja de especificaciones del transistor Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Hoja de especificaciones del transistor Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Pruebas de transistores Trazador de Curvas: Proporciona un gráfico de las curvas características DMM: Algun medidor de los valores de DC o hFE. Ohmetro: Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN Identificación de los terminales en los transistores Electronic Devices and Circuit Theory Boylestad © 2013 by Pearson Higher Education, Inc Upper Saddle River, New Jersey 07458 • All Rights Reserved INGENIERIA MECANICA EPN