Tecnológico de Estudios Superiores

De Ecatepec

División de Ingeniería en Electrónica

Trabajo de Investigación

Profesor:

Jaimes Serrano Daniel

Materia:

Diseño de Transistores

Alumnos:

Gálvez Chavarría Salvador Vicente

Grupo:

1601

Dispositivos Semiconductores de Tres Terminales

El Transistor

El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consiste de dos capas de material tipo n y una capa tipo p, o bien, de dos capas de material tipo p y una tipo n. al primero se le llama transistor npn, en tanto que al segundo transistor pnp.

El transistor tiene tres partes, como el triodo. Una que

emite electrones (emisor), otra que los recibe o recolecta (colector) y otra con la

que se modula el paso de dichos electrones (base). El funcionamiento es muy

parecido al deltriodo.

Una pequeña señal eléctrica aplicada entre la base y emisor modula la que

circula entre emisor y receptor. La señal base emisor puede ser muy pequeña

en comparación con la emisor receptor. La señal emisor-receptor es

aproximadamente la misma que la base-emisor pero amplificada.

El transistor se utiliza, por tanto, como amplificador. Además, todo amplificador

oscila así que puede usarse como oscilador y también como rectificador y

como conmutador on-off.

El transistor también funciona por tanto como un interruptor electrónico, siendo

esta propiedad aplicada en la electrónica en el diseño de algunos tipos de

memorias y de otros circuitos como controladores de motores de DC y de

pasos.

Tipos de Transistores

Existen distintos tipos de transistores, de los cuales la clasificación más

aceptada consiste en dividirlos en transistores de bipolares o BJT (Bipolar

Junction Transistor) y transistores de efecto de campo o FET (Field Effect

Transistor). La familia de los transistores de efecto de campo es a su vez

bastante amplia, englobando los JFET, IGFET, MOSFET, FET, NPN. PNP,

BJT, VMOS, CMOS.

Transistor BJT

Para la polarización las terminales se indican mediante las literales E para el emisor, C para el colector y B para la base. Se desarrollará una apreciación de la elección de esta notación cuando se analice la operación básica del transistor. La abreviatura BJT, de transistor bipolar de unión (del inglés, Bipolar Junction Transistor), suele aplicarse a este dispositivo de tres terminales. El término bipolar refleja el hecho de que los huecos y los electrones participan en el proceso de inyección hacia el material polarizado de forma opuesta. Si sólo se utiliza un portador (electrón o hueco), entonces se considera un dispositivo unipolar.

Su principal característica es que permiten amplificar voltaje o corriente.

Transistores de efecto de campo

Los transistores de efecto de campo más conocidos son los JFET (Junction

Field Effect Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) y MISFET

(Metal-Insulator-Semiconductor FET).

Tienen tres terminales denominadas puerta (o gate) a la equivalente a la base

del BJT, y que regula el paso de corriente por las otras dos terminales,

llamadas drenador (drain) y fuente (source).

Presentan diferencias de comportamiento respecto a los BJT. Una diferencia

significativa es que, en los MOSFET, la puerta no absorbe intensidad en

absoluto, frente a los BJT, donde la intensidad que atraviesa la base es

pequeña en comparación con la que circula por las otras terminales, pero no

siempre puede ser despreciada

Transistor FET

El JFET es un dispositivo de tres terminales, siendo una de ellas capaz de controlar el flujo de corriente entre las otras dos terminales. Hay dos tipos de JFET, denominadas de canal N y canal P.

La construcción básica del JFET de canal N, la mayor parte de la estructura es el material tipo N que forma el canal entre las capas difundidas en material tipo P. El extremo superior del canal tipo N se conecta mediante contacto óhmico a la terminal denominada como drenaje (drain) (D), mientras que el extremo inferior del mismo material se conecta por medio de contacto óhmico a la terminal llamada la fuente (sourse) (S). Los dos materiales tipo P se encuentran conectados juntos y al mismo tiempo hacia la terminal de compuerta (gate) (G). Por tanto, el drenaje y la fuente se conectan en esencia a los extremos del canal tipo N y la compuerta, a las dos capas del material tipo P.

Transistor MOSFET

Los transistores MOSFET o Metal-Oxido-Semiconductor (MOS) son dispositivos de efecto de campo que utilizan un campo eléctrico para crear una canal de conducción.

Son dispositivos más importantes que los JFET ya que la mayor parte de los circuitos integrados digitales se construyen con la tecnología MOS.

Existen dos tipos de transistores MOS: MOSFET de canal N o NMOS y MOSFET de canal P o PMOS. A su vez, estos transistores pueden ser de acumulación (enhancement) o deplexion (deplexion); en la actualidad los segundos están prácticamente en desuso y aquí únicamente serán descritos los MOS de acumulación también conocidos como de enriquecimiento.

La figura 1.14 indica los diferentes símbolos utilizados para describir los transistores MOS.

Transistores de potencia

Con el desarrollo tecnológico y evolución de la electrónica, la capacidad de los dispositivos semiconductores para soportar cada vez mayores niveles de tensión y corriente ha permitido su uso en aplicaciones de potencia. Es así como actualmente los transistores son empleados en convertidores estáticos de potencia, principalmente Inversores.

NTE

Es el remplazo de los transistores comunes , aunque algunos aun no están en el comercio.

Encapsulados

Los transistores bipolares, triacs, SCR y otros tipos de dispositivos semiconductores vienen en muchas presentaciones o encapsulados.

Estas presentaciones dependen del tipo de aplicación en que se les van a utilizar.

Cada transistor (dispositivo semiconductor) tiene impreso en el cuerpo del mismo, el tipo de transistor que es, siendo así muy fácil poder encontrar sus características técnicas en un manual como el ECG, NTE u otro.

En estos manuales también se pueden encontrar transistores de características similares o muy parecidas a los que se les llama "equivalentes"

Entre los encapsulados más comunes están:

- El TO-92: Este transistor pequeño es muy utilizado para la amplificación de pequeñas señales.

La asignación de patitas (emisor - base - colector) no está estandarizado, por lo que es necesario a veces recurrir a los manuales de equivalencias para obtener estos datos.

- El TO-18: Es un poco más grande que el encapsulado TO-92, pero es metálico. En la carcasa hay un pequeño saliente que indica que la patita más cercana es el emisor.

Para saber la configuración de patitas es necesario a veces recurrir a los manuales de equivalencias.

- El TO-39: Tiene le mismo aspecto que es TO-18, pero es más grande.

Al igual que el anterior tiene una saliente que indica la cercanía del emisor, pero también tiene la patita del colector pegado a la carcasa, para efectos de disipación de calor.

- El TO-126:

Este tipo de encapsulado se utiliza mucho en aplicaciones de pequeña a mediana potencia.

Puede o no utilizar disipador dependiendo de la aplicación en se este utilizando.

Se fija al disipador por medio de un tornillo aislado en el centro del transistor. Se debe utilizar una mica aislante

- El TO-220: Este encapsulado se utiliza en aplicaciones en que sedeba de disipar potencia algo menor que con el encapsulado TO-3, y al igual que el TO-126 debe utilizar una mica aislante si va a utilizardisipador, fijado por un tornillo debidamente aislado.

- El TO-3: Este encapsulado se utiliza en transistores de gran potencia. Como se puede ver en el gráfico es de gran tamaño debido a que tiene que disipar bastante calor. Está fabricado de metal y es muy normal ponerle un "disipador" para liberar la energía que este genera en calor.

Este disipador no tiene un contacto directo con el cuerpo del transistor, pues este estaría conectado directamente con el colector del transistor (ver siguiente párrafo). Para evitar elcontacto se pone una mica para que sirva de aislante y a la vez de buen conductor térmico.

El disipador de fija al transistor con ayuda de tornillos adecuadamente aislados que se introducen el los orificios que estos tienen. (ver figura arriba)

En el transistor con encapsulado TO-3 el colector esta directamente conectado al cuerpo del mismo (carcasa), pudiendo verse que sólo tiene dos pines o patitas.

Estas patitas no están en el centro del transistor sino que ligeramente a un lado y si se pone el transistor como se muestra en la figura, al lado izquierdo estará el emisor y la derecha la base.

Bibliografía

http://www.unicrom.com/Tut_encapsulado_transistor.asp www.nteinc.com enciclopedia.us.es www.electronicafacil.net

www.fim.umich.mx www.monografias.com