transistores
TRANSCRIPT
TRANSISTORESALUMNO: CHRISTOPHER DONGO HUARANCA
CURSO: FISICA ELECTRONICA
CARRERA: INGENERIA DE SISTEMAS
TRANSISTORES:
El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial.
Con el transistor vino la miniaturización de los componentes y se llegó al descubrimiento de los circuitos integrados, en los que se colocan, en pocos milímetros cuadrados, miles de transistores.
Estos circuitos constituyen el origen de los microprocesadores y, por lo tanto, de los ordenadores actuales.
Por otra parte, la sustitución en los montajes electrónicos de las clásicas y antiguas válvulas de vacío por los transistores, reduce al máximo las pérdidas de calor de los equipos.
TRANSISTORES:
Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones:
- Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una PEQUEÑA señal de mando.
- Funciona como un elemento AMPLIFICADOR de señales.
Cómo es físicamente un transistor?
Hay dos tipos básicos de transistor:
a) Transistor bipolar o BJT (Bipolar Junction Transistor)
b) Transistor de efecto de campo, FET (Field Effect Transistor) o unipolar
TRANSISTORES:
A). Transistores Bipolar:
Consta de tres cristales semiconductores (usualmente de silicio) unidos entre sí. Según como se coloquen los cristales hay dos tipos básicos de
transistores bipolares.
Transistor NPN: en este caso un cristal P está situado entre dos cristales N. Son los más comunes.
Transistor PNP: en este caso un cristal N está situado entre dos cristales P
TRANSISTORES:
La capa de en medio es mucho más estrecha que las otras dos.
En cada uno de estos cristales se realiza un contacto metálico, lo que da origen
a tres terminales:
• Emisor (E): Se encarga de proporcionar portadores de carga.
• Colector (C): Se encarga de recoger portadores de carga.
• Base (B): Controla el paso de corriente a través del transistor. Es el
cristal de en medio.
El conjunto se protege con una funda de plástico o metal.
TRANSISTORES:
B). Polarizacion del Transistor:
Se entiende por polarización del transistor las conexiones adecuadas que hay que realizar con corriente continua para que pueda funcionar correctamente.
Si se conecta dos baterías al transistor como se ve en la figura, es decir, con la unión PN de la base –emisor polarizada directamente y la unión PN de la base-colector polarizado inversamente. Siempre que la tensión de la base emisor supere 0,7V, diremos que el transistor esta polarizado, es decir, que funciona correctamente. Como veremos en las siguientes imagenes
TRANSISTORES:
TRANSISTORES:Este montaje se llama con emisor común. En este caso, el hecho de que el transistor esté en funcionamiento significa
que es capaz de conducir la corriente desde el terminal colector hasta el terminal emisor. Se cumplen dos expresiones para este caso:
La primera… IE= IB + IC Donde… IE es la corriente que recorre el terminal emisor. IC es la corriente que recorre el terminal colector. IB es la corriente que recorre el terminal base.
Como la corriente de base resulta siempre MUY PEQUEÑA, se puede decir que la corriente del colector y la del emisor prácticamente coinciden. IE ≈ IC
La segunda expresión dice IC= β·IB Donde β es una constante que depende de cada transistor llamado ganancia
que puede valer entre 50 y 300 (algunos transistores llegan a 1000). La ganancia de un transistor nos habla de la capacidad que tiene para
amplificar la corriente. Cuanto mayor es la ganancia de un transistor, más puede amplificar la corriente.
Se concluye que la corriente por el colector de un transistor bipolar es proporcional a la corriente por la base, es decir, a mayor corriente en la base, mayor corriente en el colector.
En la práctica no se utilizan dos baterías, sino una
sola.Según estas dos expresiones el
transistor bipolar puede tener tres estados
distintos de funcionamiento:
a) Corte: En este caso la corriente de base es nula (o casi), es decir, IB = 0, por lo tanto, IC= β·IB= β·0 = 0 IC= 0
En este caso, el transistor no conduce en absoluto. No está funcionando. Se dice que el transistor se comporta como un interruptor abierto.
b) Activa: En este caso el transistor conduce parcialmente siguiendo la segunda expresión (IC= β·IB). La corriente del colector es directamente proporcional a la corriente de la base. Ejemplo: Si β = 100, la corriente del colector es 100 veces la corriente de la base. Por eso se dice que el transistor amplifica la corriente.
c) Saturación: En este caso, el transistor conduce totalmente y se comporta como un interruptor cerrado. Este estado se alcanza cuando la corriente por la base (IB) alcanza un valor alto. En este caso la expresión (IC= β·IB) ya no tiene sentido pues, por mucho que aumente el valor de la corriente de base (IB), no aumenta el valor de la corriente de colector.
TRANSISTORES:
TIPOS DE TRANSISTORES
TIPOS DE TRANSISTORES:
Transistores de punta de contacto: El transistor original fue de esta clase y consistía en electrodos de emisor y colector que tocaban un pequeño bloque de germanio llamado base.El material de la base podía ser de tipo N y del tipo P y era un cuadrado de 0.05 pulgada de lado aproximadamente. A causa de la dificultad de controlar las características de este frágil dispositivo, ahora se le considera obsoleto.
TIPOS DE TRANSISTORES: Transistor de unión por crecimiento: Los
cristales de esta clase se obtienen por un proceso de "crecimiento" partiendo de germanio y de silicio fundidos de manera que presenten uniones muy poco separadas embebidas en la pastilla.El material de impureza se cambia durante el crecimiento del cristal para producir lingotes PNP o NPN, que luego son cortados para obtener pastillas individuales. Los transistores de unión se pueden subdividir en tipos de unión de crecimiento, unión de alineación y de campo interno. El transistor del último tipo es un dispositivo de unión de alineación en que la concentración de impurezas que está contenida dentro de una cierta región de la base a fin de mejorar el comportamiento en alta frecuencia del transistor.
TIPOS DE TRANSISTORES:
Transistor de unión difusa: Esta clase de semiconductor se puede utilizar en un margen más amplio de frecuencias y el proceso de fabricación ha facilitado el uso de silicio en vez de germanio, lo cual favorece la capacidad de potencia de la unidad. Los transistores de unión difusa se pueden subdividir en tipos de difusión única (hometaxial), doble difusión, doble difusión planar y triple difusión planar.
TIPOS DE TRANSISTORES:
Transistores epitaxiales: Estos transistores de unión se obtienen por el proceso de crecimiento en una pastilla de semiconductor y procesos fotolitográficos que se utilizan para definir las regiones de emisor y de base durante el crecimiento. Las unidades se pueden subdividir en transistores de base epitaxial, capa epitaxial y sobrecapa (overlay).
TIPOS DE TRANSISTORES:Transistores de efecto de campo: El transistor de efecto de campo de unión (JFET), o transistor unipolar, fue descubierto en 1928, pero hasta 1958 no se construyó el primer transistor práctico de efecto de campo. Se puede considerar a este dispositivo como si fuese una barra, o canal, de material semiconductor de silicio de cualquiera de los tipos N o P. En cada extremo de la barra se establece un contacto óhmico, que representa un transistor de efecto de campo tipo N en su forma más sencilla. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N (desde los extremos opuestos del canal N) y se conectan externamente entre sí, se produce una puerta o graduador. Un contacto se llama surtidor y el otro drenador. Si se aplica una tensión positiva entre el drenador y el surtidor y se conecta la puerta al surtidor, se establece una corriente. Esta corriente es la más importante en un dispositivo de efecto de campo y se le denomina corriente de drenador con polarización cero (IDSS).Finalmente, con un potencial negativo de puerta denominado tensión de estrangulamiento (pinch-off) cesa la conducción en el canal.
TRANSISTOR JFET
TIPOS DE TRANSISTORES:
Los transistores MOSFET Metal-Oxido-Semiconductor (MOS) son dispositivos de efecto de campo que utilizan un campo eléctrico para crear un 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.
En la figura 1.15 se describe la estructura física de un MOSFET de canal N con sus cuatro terminales: puerta, drenador fuente y substrato; normalmente el sustrato se encuentra conectado a la fuente.
Estructura física de un transistor NMOS - Electrónica UnicromLa puerta, cuya dimensión es W·L, está separado del substrato por un dieléctrico (Si02) formando una estructura similar a las placas de un condensador.
Al aplicar una tensión positiva en la puerta se induce cargas negativas (capa de inversión) en la superficie del substrato y se crea un camino de conducción entre los terminales drenador y fuente.
La tensión mínima para crear ese capa de inversión se denomina tensión umbral o tensión de threshold (VT) y es un parámetro característico del transistor. Si la VGS<VT, la corriente de drenador-fuente es nula; valores típicos de esta tensión son de de 0.5 V a 3 V.
Estructura física de un transistor NMOS
TRANSISTOR MOSFET
Fuentes de Información:
http://www.unicrom.com/Tut_transistores_MOSFET.asp
http://rabfis15.uco.es/transistoresweb/Tutorial_General/tiposTransistoresFabricacion.html
http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/04/transistores.pdf
http://rabfis15.uco.es/transistoresweb/Tutorial_General/MOSFET.html
http://www.sabelotodo.org/electrotecnia/transistor.html