TRANSISTORBIPOLAR

DE JUNTURA

BJT

B

C E

Funcionamientoasimilable al de una fuente de corriente

controlada por corriente

TRANSISTORBIPOLAR

DE JUNTURAB J T

NPN

PNP

Dispositivos de 3 terminales con dos

uniones p-n enfrentadas entre sí

huecoselectrones

Dos tipos de

portadores

0=++

=+

EBC

CEBECB

iiivvv

B

C

EvBE

vCE

vCBiC

iE

iB+

++

__

_

C

B

E

C

E

BPNP

NPN

αN

Flujo electrones

Flujo huecos

iC = - αt γ iE + ICO

C

E

B

VCB

VBE

n

n

p

iB

iC

iE

recombinación

ICO

El flujo más importante estáconstituido por electronesque van del emisor (emite)

al colector (recoge)

= - αN iE +ICO

NPN

−

αα−−

−

αα−α

=ηη 1

11

1TV

BCv

T

BE

eIeIiIN

COVv

IN

EONC

−

αα−α

+

−

αα−−= ηη 1

11

1T

BC

T

BEV

v

IN

COIVv

IN

EOE eIeIi

Modelo de Ebers - Moll

NPN+

_ +

_

vCE

iC

iE

NPNvCB

vBE

+ iB

_

−

αα−−

−

αα−α

=ηη 1

11

1TV

BCv

T

BE

eIeIiIN

COVv

IN

EONC

−

αα−α

+

−

αα−−= ηη 1

11

1T

BC

T

BEV

v

IN

COIVv

IN

EOE eIeIi

Modelo de Ebers - Moll NPN

+

_ +

_

vCE

iC

iE

NPNvCB

vBE

+ iB

_

−−α−=

η1TV

BEv

eIii EOCIE

−−α−=

η1TV

BCv

eIii COENC

+

_+

_

vCE

iC

iE

NPNv

CB

vBE

+ iB

_

Zonas de operación

conducción

Juntura BE polarización directa vBE = Vγ

Juntura BC polarizada inversamente

Funcionamiento normalZona activa

vCB ≥ 0

Juntura CB polarizada directamente

SaturaciónvCB< 0

+

_ +

_

C

vCE

iC

iE

vCB

vBE

+ iB

_

NPN

Juntura BE polarización inversavBE ≤ 0

corte (iE=0)

B

E

α+−=

EO

CIETBE I

iiVv 1ln

α+−=

CO

ENCTBC I

iiVv 1ln

−−−= 1TV

BCv

eIii COENCη

α

−−−= 1TV

BEv

eIii EOCIEη

α

+

_ +

_

vCE

iC

iE

NPNv

CB

vBE

+ iB

_

Ebers -Moll

( )NTBE Vv α−= 1ln

corte

iE ≡ 0

iC =ICO

α−=

EO

COITBE I

IVv 1lnEONCOI II α=α

VBE(corteSi) ≈ 0V

VBE(corteGe) ≈-0,1V

+

_+

_

vCE

iC

iE

vCB

vBE

+ iB

_

NPN Junturas BE y BC en inversa vBE< 0vCB > 0

COENC Iii +α−≈

?BEv

Si iB=0 (base abierta)⇒ iE = - iC ≠0 vBE ≠0No cumple

condición corte

activa directa vBE= Vγ vCB > 0

−

αα−−

−

αα−α

=ηη 1

11

1TV

BCv

T

BE

eIeIiIN

COVv

IN

EONC

IN

COVv

IN

EONC

IeIi T

BE

αα−+

αα−α

≅ η

11

−

αα−α

+

−

αα−−= ηη 1

11

1T

BC

T

BEV

v

IN

COIVv

IN

EOE eIeIi

IN

COIVv

IN

EOE

IeIi T

BE

αα−α

−αα−

−≅ η

11

Diferenciar Si-G

e

I CBOe I CO

Diferenciar Si-G

e

I CBOe I CO

activa directavBE= Vγ vCB > 0

COBC Iii1+β

β+β≅

N

N

α−α

≡β1

N

CO

N

NBC

Iiiαα

α−

+−

=11

iC = -αN iE + ICO

0=++ CEB iii

Silicio iC≅βiB

βiB

vBE

CB

E

Modelo de gran señal en zona activatomando el emisor como terminal común

vBE= VBES vCB ≈- Vγ (BC)≈0,2V

vCES ≈ 0,2V C

VCES

VBES

B

E

Si ≈0,7VGe ≈0,3V

saturación Junturas BE y BC en directa vBE > 0 vCB < 0

La corriente de colector queda limitada por elcircuito externo

La IB tiende a provocar una IC mayor que la que permite el circuito externo de polarizaciónNo hay más control sobre la corriente de colector

IC < β IB

Corte: No fluye corriente por ninguno de los terminales.

Activa Directa: El transistor actúa como amplificador de corriente iC= β iB

Por la unión B-E fluye una corriente de difusión que atraviesa la región de base alcanzando la unión B-C, los portadores son

acelerados por el campo eléctrico e inyectados en el C

Activa InversaJ E-B: inversamente polarizada J C-B: directamente polarizadaPor diferencia de dopados, muy poca corriente de la inyectada por el colector alcanza el emisor.Útil en algunas aplicaciones digitales (puertas TTL).

SaturaciónEl circuito externo no puede proveer la corriente necesaria

para que el transistor funcione en activa fijando la corriente de colector en su valor máximo. VCE permanece constante

Activa o lineal

saturación

corte

iB [µA]

vBE [V]

VCE >1V

400

300

200

100

0 0,5 1Vγ

C

E

B

iCiB

+

_

vCE

+

_

vBE

Característica de entrada en emisor común

C

E

B

iCiB+

_vCE

+

_vBE

activa o lineal

corte

saturación

rupturaiC[ma]

vCE[V]

iB

0

5

10

15

10 20 BVCEO

Característica de salida en emisor común

Característica de salida en emisor común (Ic vs. vCE )

Efecto similar al descrito para diodos, si se polariza inversamente una unión p-n de un transistor BJT, al aumentar la diferencia de potencial llega un momento en que la unión

empieza a conducir (efecto avalancha)

BVEB0~-6V/-8V(unión B-E)

BVCB0~ 200V(unión B-C)

Tensiones de Ruptura

BVCE0 ~ 70V/100V

VAF50 a 150V

vCE

iC

Modulaciónancho de base

Las características iC-vCE se cortan en un punto de corriente nula llamado tensión Early

Pendiente ≈(VAF/ICQ)-1

IB

v CE

iC

ICQ

VCEQ

Q

Datos fabricanteICMAX (iC@βMIN) PMÄX βTIP (βmin, βmáx)

Tensiones de ruptura: BVCEO BVCBO BVBEO

Dependencia de la Temperatura

IB

v CE

iCT1>T

iC aumenta con T

CºmV-2VBE ≈∆

C10º cada duplica se ICO

( ) ( )

k

RR

TT TT

β≈β

Limitaciones de potencia

Potencia = iB v BE+iC vCE ≈ iC vCE

ICMAX