resumen transistores

BJT: BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR.

NPN

E Ξ Emisor

B Ξ Base

C Ξ Colector

1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VBE:

CORTE:

Punto de funcionamiento:

Q {VCE, IB, IC}

POL. FIJA: EMISOR COMÚN:

APLICACIÓN CORTE:

· Conmutación en circuitos digitales.

· Unión BE en inversa.

· Unión BC en inversa.

· Circuito abierto.

2º SUPONEMOS CONDUCCIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VCE:

CONDUCCIÓN:

( )

ESTAB. DE EMISOR:

BASE COMÚN:

APLICACIÓN COND.:

· Amplificador de corriente.

· Unión BE en directa.

· Unión BC en inversa.

3º ESTÁ EN SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:

SATURACIÓN:

COLECTOR-BASE:

COLECTOR COMÚN:

APLICACIÓN SAT.:


· Unión BE en directa.

· Unión BC en directa.

· Cortocircuito.

PNP

E Ξ Emisor

B Ξ Base

C Ξ Colector

1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VEB:

CORTE:

TRANSCONDUCTANCIA:

( )

CARACT. TRANSISTOR:

· Con un trazador de curvas

· Con un multímetro digital

· Con un óhmetro

2º SUPONEMOS CONDUCCIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VEC:

CONDUCCIÓN:

( )

AUTOPOLARIZACIÓN:

RESISTENCIA B-E:

RESISTENCIA DE SALIDA:

CARACT. AMPLIFICADOR:

· Ganancia de tensión

· Margen dinámico (MD)

· Ancho de banda (BW)

3º ESTÁ EN SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:

SATURACIÓN:


Q {VCE, IB, IC}

VA Ξ Tensión de Early

· Impedancias (ZIN, ZOUT)

NO

VCE > 0,2 SI

SI

VEB > 0,7 NO

SI

VBE > 0,7 NO

NO

VEC > 0,2 SI

MOSFET: MOS FIELD-EFFECT TRANSISTOR.

NMOS

S Ξ Surtidor

G Ξ Puerta (Gate)

D Ξ Drenador

1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VGS:

CORTE:


Q {IDS, VDS}

POL. FIJA:

SURTIDOR COMÚN:

APLICACIÓN CORTE:


2º SUPONEMOS SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VDS:

SATURACIÓN:

( )

PUERTA COMÚN:

APLICACIÓN SAT.:

· Amplificador.

3º ESTÁ EN TRIODO, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:

ÓHMICA (TRIODO):

( )

( )

POL. AUTOMÁTICA:

DRENADOR COMÚN:

APLICACIÓN TRIODO:


PMOS

S Ξ Surtidor

G Ξ Puerta (Gate)

D Ξ Drenador

1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VGS:

CORTE:

TRANSCONDUCTANCIA:

RESISTENCIA D-S:

2º SUPONEMOS SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VDS:

SATURACIÓN:

( )

POL. CON RESIST. P-D:

VA Ξ Tensión de Early

3º ESTÁ EN TRIODO, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:

ÓHMICA (TRIODO):

( )

( )


Q {ISD, VSD}

SI

VGS > Vt NO

SI

VSG > Vt NO

NO

VSD > VSG - Vt SI

NO

VDS > VGS - Vt SI

r Resistencia de salida

1.3 Modelo del transistor

ro Resistencia de salida

IC

IB4 or1

IB0=0 A

IB1

IB2

IB3

IBi>IBi 1

ICQ

VA

Tensión

de EarlyCQ

Ao

A

CQ

CEQA

CQ

o

I

Vr

V

I

VV

Itg

tg

VCE

IB0 0 A

VCEQ

El valor de VA no suele conocerse A pesar de esto, su valor suele estar entre 80 120 V,

por lo que puede tomarse un valor intermedio para el cálculo de r

Q

por lo que puede tomarse un valor intermedio para el cálculo de ro.

rx Resistencia de la unión de base que no es accesible desde el exterior (10 a 100 )

Se puede calcular la resistencia de entrada (ri = r +r ) incluso algunos fabricantesSe puede calcular la resistencia de entrada (ri = rx+r ), incluso algunos fabricantes

proporcionan su valor, de forma que es posible obtener el valor de rx.

Su valor es importante en alta frecuencia Se suele despreciar en baja frecuencia.

r Resistencia entre el colector y la base. Su valor es muy elevado, por lo que se

desprecia su efecto.

Tema 2.1 31

1.5 Hoja de características

Valores que

provocan la

ruptura

Región de corte

ruptura

Región de conducción y saturación

Voltajes en

saturación

Tema 2.1 49

Resumen configuraciones BJTResumen configuraciones BJTZin Zout v i Desfase Aplicación

Emisor

Común

Media

baja Alta >1 >1 180º

Elevada amplificación. Adecuado para

las etapas intermedias de

amplificadores en cascadaamplificadores en cascada.

Colector

Común

Muy

Alta

Muy

Baja

>1 >1 0º

Amplificadores de tensión y corriente

con buen aislamiento de carga. Muy

adecuado para las etapas iniciales yComún Alta Baja finales de amplificadores en cascada.

Base Baja Alta >1 <1 0º No amplifican corriente

Común

A lifi d 1 A lifi d 2 A lifi d 3vin voutEtapas en cascada

Amplificador 1 Amplificador 2 Amplificador 3

v1

v2

v3

vin vout

Tema 2.1 11321 vvvv

2 5 Modelo en pequeña señal2.5 Modelo en pequeña señal

I2NMOS

tGS

DSm

VV

Ig

2gm transconsductancia

Vro resistencia drenador surtidor DS

DS

Ao r

I

Vr

VGS Vt = 2.0 V

IDS

VGS Vt =1.5 V

VGS Vt = 1.0 V

VGS Vt = 0.5 V

Tema 2.2 16Tensión de Early

VDS

VGS Vt 0 V

Resumen configuraciones MOSFET2.6 Configuraciones

Resumen configuraciones MOSFET

Zin Zout v i Desfase Aplicación

Surtidor

Común

Muy

Alta Alta >1 >1 180º

Elevada amplificación. Adecuado para

las etapas intermedias de

amplificadores en cascadaamplificadores en cascada.

Drenador

Común

Muy

Alta

Baja ~1 >1 0º

Buffers de tensión (aíslan la carga del

circuito de entrada).

Etapas de salida de un amplificador enComún Alta cascada.

Puerta Baja Alta >1 ~1 0º Buena respuesta en alta frecuencia.

A li i l itComún

Aplicaciones en las que no necesitamos

Zin elevada.

A lifi d 1 A lifi d 2 A lifi d 3vin voutEtapas en cascada

Amplificador 1 Amplificador 2 Amplificador 3

v1

v2

v3

vin vout

Tema 2.1 19321 vvvv

t ió /óh ii

t i itit

Sustituimos el trt voltímetros ySustituimos el trt voltímetros y

s

SaturaciónsuponemosVVComo SaturaciónsuponemosVVComo

2.7 Aplicacionesp

• MOSFET como interruptorF i l d d t t ió /óh iFunciona en el modo de corte y saturación/óhmico:

• Corte IDS 0 A, circuito abierto.

• Otro modo de operación RDS, interesa que sea de baja magnitud para que VDS pequeño,i t i itse aproxima a un cortocircuito.

Ejemplo:

VDD=5V, k=2mA/V2, Vt=4V, R=4.7k

Aplicamos Vin=5V

Caso 1: Sustituimos el trt por dos voltímetros yCaso 1: Sustituimos el trt por dos voltímetros y

medimos VGS,VDS

sGGS VVV

Saturaciónsuponemos

5

0

5 GS

S

G

VVComo

VV

V

VV

Tema 2.2 20

SaturaciónsuponemostGS VVComo

2.7 Aplicacionesp

• CMOSPara conseguir elevada velocidad, menor consumo de potencia y mayor capacidad de

integración se combinan dos transistores (uno de canal P y otro de canal N) en una misma

pastilla MOSFET Complementario o CMOS

Actualmente los circuitos digitales se basan en esta tecnología.

Ejemplo inversor CMOS (Vss=5V)

VSG1+

VSS • Vi=5 V

T1 cortado (VSG1<VT) IDS1 0 A.

T2 no cortado (VGS2>VT) Calculamos VDS2_T1: Canal P

V V

T2 no cortado (VGS2>VT) Calculamos VDS2

VO = VDS2

• Vi=0 V

+T2: Canal N

Vi Vo T2 cortado (VGS2<VT) IDS2 0 A.

T1 no cortado (VSG1>VT) Calculamos VSD1

VO =VSS – VSD1

Tema 2.2 24

VGS2

+

_

En ambos casos IDS pequeña Baja Pdisipada

2 8 Hojas de características2.8 Hojas de características

Tema 2.2 26

2 8 Hojas de características2.8 Hojas de características

Vt

ro

gm

V I2

Tema 2.2 27

DS

DS

Ao r

I

VrPara cualquier punto de trabajo

tGS

DSm

VV

Ig

2

característicascaracterísticas

2.8 Hojas de característicasjAproximación de k a partir de las hojas de características

IIDS2

IDS1

VGS1 VGS2

12

12217.1

2.16.1

6.17.62.18V

II

IVIVV

DSDS

DSGSDSGS

t

Queda dentro del margen dado en las

hojas

Tema 2.2 31

22

11 /6.802

AmVkVVk

I tGSDS

característicascaracterísticas

resumen transistores

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