Usos del Amplificador

BTJ

AGOSTO, 2010

El transistor bipolar fue inventado en Diciembre de 1974 en el Bell Telephone Laboratories por John Bardeen y Walter Brattain bajo la dirección de William Shockley. La versión de unión, inventada por Shockley en 1948, fue durante tres décadas el dispositivo favorito en diseño de circuitos discretos e integrados. Hoy en día, el uso de BJT ha declinado en favor de la tecnología CMOS para el diseño de circuitos digitales integrados

Un transistor es un dispositivo semiconductor de tres terminales donde la señal en uno de los terminales controla la señal en los otros dos. Se construyen principalmente de silicio o Germanio. También se conoce como dispositivo o válvula de control que permite: regular un flujo de corriente mediante una cantidad de energía pequeña (varía laconductividad entre dos terminales actuandosobre un tercer terminal de control).

Ventajas sobre la válvula de vacío.

• Menor consumo y disipación

• Tamaño menor (capacidad de integración)

• Mayor duración

• No requiere un calentamiento previo

Estructura del BJT

Terminales del transistor

(C) Colector: dopado intermedio y gran longitud

(B) Base: poco dopado y estrecha

(E) Emisor: muy dopado y longitud

Forma de trabajo del BJT.

Unión b-e: polarización directa ( baja resistencia)

Unión b-c: polarización inversa ( alta resistencia)

El transistor no es la unión de dos diodos en oposición.

Símbolos

Transistor P-N-P Transistor N-P-N

En una configuración normal, la unión emisor-base se polariza en directa y la unión base-colector en inversa. Debido a la agitación térmica los portadores de carga del emisor pueden atravesar la barrera de potencial emisor-base y llegar a la base. A su vez, prácticamente todos los portadores que llegaron son impulsados por el campo eléctrico que existe entre la base y el colector.

Un transistor NPN puede ser considerado como dos diodos con la región del ánodo compartida. En una operación típica, la unión base-emisor está polarizada en directa y la unión base-colector está polarizada en inversa. En un transistor NPN, por ejemplo, cuando una tensión positiva es aplicada en la unión base-emisor, el equilibrio entre los portadores generados térmicamente y el campo eléctrico repelente de la región agotada se desbalancea, permitiendo a los electrones excitados térmicamente inyectarse en la región de la base. Estos electrones "vagan" a través de la base, desde la región de alta concentración cercana al emisor hasta la región de baja concentración cercana al colector.

Funcionamiento

Estos electrones en la base son llamados portadores minoritarios debido a que la base está dopada con material P, los cuales generan "huecos" como portadores mayoritarios en la base.

La región de la base en un transistor debe ser constructivamente delgada, para que los portadores puedan difundirse a través de esta en mucho menos tiempo que la vida útil del portador minoritario del semiconductor, para minimizar el porcentaje de portadores que se recombinan antes de alcanzar la unión base-colector.

El espesor de la base debe ser menor al ancho de difusión de los electrones.

Polarización de Transistor

El transistor sin polarizar se puede considerarse como dos diodos contrapuestos, con una barrera de potencial de 0,7 V para cada diodo. Si se polariza ambos diodos directa o inversamente, se comportarán permitiendo o no el paso de la corriente como se sabe. El efecto de amplificación en el transistor se crea al polarizar directamente la unión base-emisor e inversamente la unión colector-base.

La polarización de la unión de colector hace que los huecos que atraviesan la unión de emisor se vean atraídos por el potencial negativo del colector y a la vez repelidos por el potencial positivo de la base, no todos los huecos que cruzan la unión de emisor llegan a la de colector, ya que se produce la recombinación de algunos de ellos en la zona de la base.

Polarización Inversa

Si colocamos una pila en sus extremos, de tal forma que el

borne negativo se aplique directamente al Tipo P y el 

positivo al Tipo N, tenemos la llamada polarización inversa

del diodo.

Polarización Directa

Del borne negativo salen electrones que se juntarán a los del semiconductor N. Dicho polo repele además a los electrones libres del semiconductor N, empujándolos hacia el P.Ahora la tensión es suficiente para vencer la barrera de potencial entre semiconductores , por eso los electrones son capaces de saltar hacia el semiconductor P.Se produce una neutralización de electrones con los huecos del tipo P. Los electrones caen en los huecos y se convierten en electrones libres. Como son libres, seguirán su movimiento atraídos hacia el polo positivo de la pila.

Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los aparatos

domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras,

reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras,

automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de

cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes,

equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3,

teléfonos móviles, etc.

El mundo de la electrónica es muy interesante aunque al mismo tiempo un poco

complicado, es fascinante ver las cosas increíbles que se han logrado, y la facilidad

de realizar muchas cosas por medio de ella, el conocer las grandes y pequeñas cosas que lo conforma por decirlo de esta manera es muy

interesante y fructífero para nuestro aprendizaje.

Luis Briceño