Fundamentos de los transistores

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Tecnología Electrónica Facultad de Ingeniería, Universidad de Deusto Fundamentos de los Transistores
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    10-Feb-2016
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Fundamentos de los transistores

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  • Tecnologa Electrnica Facultad de Ingeniera, Universidad de Deusto

    Fundamentos de los Transistores

  • Tecnologa Electrnica

    Bibliografa

    Principios de Electrnica, Albert Paul Malvino,

    McGraw-Hill.

    Captulo 7: Fundamentos de los Transistores

  • Tecnologa Electrnica

    Variacin de la Ganancia de Corriente

    La ganancia de corriente o hfe de un transistor depende de diversos factores; por lo que

    si se reemplaza un transistor por otro del mismo tipo,

    generalmente cambia la ganancia de corriente.

    hfe

    IC

    125C

    25C

    -55C

    200

    200mA

  • Tecnologa Electrnica

    Recta de Carga

    Se obtiene sobre la curva de salida (o ecuacin de

    la malla de salida), y est formada por todos los

    puntos de trabajo posibles para un circuito dado.

    El punto de saturacin es el punto en el que la IC es

    mxima y VCE es prcticamente 0.

    El punto de corte es el punto con el VCE mximo y la IC

    es prcticamente 0.

    IC

    VCE

    Recta de Carga

    Punto de Trabajo Q

    Punto de Corte

    Punto de Saturacin

  • Tecnologa Electrnica

    El Punto de Trabajo

    El punto de trabajo de un transistor, representado

    con la letra Q, est compuesto por la IC y el VCE para

    un determinado circuito y para un determinado

    transistor.

    Razonar la siguientes cuestiones:

    El punto de trabajo cambia si cambia el circuito?

    El punto de trabajo cambia si cambia el transistor?

  • Tecnologa Electrnica

    El Punto de Trabajo (continuacin)

    Ejemplo 3: Hallar el punto de trabajo y los valores de la recta de

    carga para el siguiente circuito (dc=150, VBE=0,7V).

    VVCCVCEcorte 10

    Si IC es igual a 0:

    mA,k

    VICsat 112

    82,0

    10

    Si VCE es igual a 0:

    IC

    VCE

    Q(8,77V y 1,5mA)

    10V

    12,1mA

    V,mA,VV

    mA,AI

    AK

    V,VI

    CE

    C

    B

    7788205110

    5110150

    10330

    704

  • Tecnologa Electrnica

    El Transistor como Amplificador

    El punto de trabajo Q debe permanecer en la zona

    activa bajo todas las condiciones de funcionamiento.

    Si no lo hace, la salida se ver distorsionada en los picos,

    donde ocurren la saturacin y el corte.

    Es importante que el punto de trabajo sea lo ms estable

    posible.

    IC

    IB

    Q

    QH

    QL

  • Tecnologa Electrnica

    El Transistor en Conmutacin

    El punto de trabajo Q conmuta entre saturacin y

    corte; en la salida habr una tensin prxima a la de

    alimentacin (valor alto de tensin) o prxima a 0

    (valor bajo de tensin).

    Lo importante es que se cumplan las condiciones de

    corte y saturacin.

    La estabilidad del punto de trabajo no es importante.

    IC

    VCE

    Qcorte

    Qsaturacin

  • Tecnologa Electrnica

    Cmo Reconocer la Saturacin

    1. Mtodo de la corriente de saturacin

    1. Se calcula la ICsat y la IC del circuito suponiendo que se

    trabaja en la zona activa.

    2. Si la IC es mayor que la ICsat, se puede afirmar que el

    transistor trabaja en saturacin.

    2. Mtodo de la tensin de colector

    1. Se calcula el VCE del circuito suponiendo que se trabaja

    en la zona activa.

    2. Si el VCE es negativo, significa que el transistor no trabaja

    en la zona activa zona de saturacin.

  • Tecnologa Electrnica

    Cmo Reconocer la Saturacin (continuacin)

    Ejemplo 4:

    Indicar si el siguiente circuito se encuentra en la zona

    activa o en la de saturacin (dc=50, VBE=0,7V) :

    mAK

    VI

    mA,AI

    AK

    V,VI

    Csat

    C

    B

    210

    20

    6549350

    93100

    7010

    La ICsat es menor que la IC; por lo que el

    transistor trabaja en la zona de saturacin

  • Tecnologa Electrnica

    Cmo Reconocer la Saturacin (continuacin)

    La ganancia de corriente de un transistor slo

    funciona en la zona activa.

    En saturacin la ganancia de corriente siempre ser

    menor. Se puede calcular:

    Como reconocer la saturacin de un vistazo?

    Si las fuentes de tensin VBB y VCC son iguales se puede

    aplicar la regla del 10:1; que dice que la RB sea

    aproximadamente 10 veces la RC.

    B

    Csatdc(sat)

    I

    I

  • Tecnologa Electrnica

    Cmo Reconocer el Corte

    No es necesario realizar ningn clculo; slo hay

    que analizar el estado en el que se encuentra el

    diodo del emisor.

    Cmo debe estar el diodo para que el transistor se

    encuentre en la zona de corte?

  • Tecnologa Electrnica

    Circuito de Polarizacin de Base

    Es el circuito utilizado hasta ahora.

    Se llama polarizacin de base porque por medio de la

    base se controla la malla de salida del circuito.

    Este circuito es bueno para trabajar en conmutacin

    pero no para amplificacin; por qu?

  • Tecnologa Electrnica

    Circuito de Polarizacin de Base (continuacin)

    Ejercicio 1:

    Calcular los valores de RB y RC para que el diodo LED se

    encienda; sabiendo slo que el diodo necesita 2V y

    consume 8,6mA.

  • Tecnologa Electrnica

    Circuito de Polarizacin en Emisor

    Para este circuito, se mueve la resistencia de la

    base al emisor; por lo que este ya no est conectado

    a tierra.

    Se llama polarizacin en emisor porque la malla de salida

    se controla con el valor de la RE.

    ECCE

    CE

    BEBBE

    VVV

    II

    VVV

  • Tecnologa Electrnica

    Circuito de Polarizacin en Emisor (continuacin)

    Ejemplo 5:

    Hallar el punto de trabajo Q para el siguiente circuito de

    polarizacin en emisor (dc=150, VBE=0,7V).

    V,V,V,V

    V,KmA,VV

    mA,ImA,k,

    V,I

    V,V,VV

    CE

    C

    CE

    E

    758340513

    0513195115

    95195122

    34

    34705

  • Tecnologa Electrnica

    Circuito de Polarizacin en Emisor (continuacin)

    Este circuito es inmune a las variaciones de la

    ganancia de corriente; por qu?

    Al despreciar la corriente de base se comete un

    error;

    Cmo se puede corregir este error?

    El error es despreciable?

  • Tecnologa Electrnica

    Circuito de Polarizacin en Emisor (continuacin)

    Ejemplo 6: Hallar la recta de carga con el punto de trabajo para el

    mismo circuito del ejemplo 5.

    VVV CCCEcorte 15

    Si IC es igual a 0:

    mAkk

    VICsat 68,4

    2.21

    15

    Si VCE es igual a 0:

    IC

    VCE

    Q(8,75V y 1,95mA)

    15V

    4,68mA

  • Tecnologa Electrnica

    Circuito de Polarizacin en Emisor (continuacin)

    Ejercicio 2:

    Hallar el valor de RE para que el diodo LED se encienda;

    sabiendo que el diodo necesita 2V y consume 8,6mA.

  • Tecnologa Electrnica

    El Transistor como Fuente de Corriente

    En el circuito de polarizacin por emisor, la IC es independiente del valor de RC: La IC es aproximadamente el valor de IE; IE slo depende

    de los valores de VB, VBE y RE.

    C

    E

    BEBBE I

    R

    VVI

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    de Creative Commons mediante la cual se permite la copia, la

    distribucin, la comunicacin pblica y la generacin de obras

    derivadas sin ninguna limitacin siempre que se cite al autor y

    se mantenga el aviso de la licencia.

    2014, Jonathan Ruiz de Garibay

    Algunos derechos reservados