informe-transistores

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI

UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIA DE LA INGENIERÍA Y APLICADA CARRERA INGENIERÍA ELÉCTRICA TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

TEMA: INVESTIGACION SOBRE LOS LOS TRANSISTORES.

Autores: Gualpa Quilo Kevin Alejandro. Sangotasig Tucumbi Wilson Fabian. Yanchapaxi Lloacana Alex Mecias.

Docente: Ing. Franklin Medina

Latacunga – Ecuador Ecuador Abril - Agosto 201

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TEMA: Investigación sobre los transistores. OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL: Consultar las características y aspectos generales de los amplificadores operacionales , mediante una investigación bibliográfica y científica para conocer los diferente funcionamientos que tiene cada uno de estos elementos electrónicos y de esta forma adquirir nuevos conocimiento y ponerlos en practica en clases.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

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Identificar el amplificador operacional y el tipo de encapsulado a partir del número de identificación de parte. Conocer las ventajas e inconvenientes del Amplificador Operacional Conocer el funcionamiento y características de los amplificadores operacionales mencionados en el tema.

MARCO TEÓRICO: Transistor BJT.El transistor de unión bipolar (del inglés (del inglés bipolar bipolar junction transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo un dispositivo electrónico de estado de estado sólido consistente en dos uniones dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite aumentar la corriente y disminuir el voltaje, además de controlar el paso de la corriente la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción







Los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de de electrónica digital, digital, como la tecnología la tecnología TTL o BICMOS. Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones: 

Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, fuertemente dopada, comportándose comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.



Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.



Colector, de extensión mucho mayor.

La técnica de fabricación más común en su funcionamiento normal, la unión base-emisor está polarizada en directa, mientras que la base-colector en inversa. Los portadores portador es de carga emitidos emitido s por el emisor atraviesan la base, porque es muy mu y angosta, hay poca recombinación r ecombinación de d e portadores, portador es, y la mayoría pasa al colector. El transistor posee tres estados de operación: estado de corte, estado de saturación y estado de actividad.

Estructura de un transistor BJT.El transistor es un dispositivo semiconductor que permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña, tiene tres capas que consta de dos capas de material tipo n y una de material tipo p o de dos capas de material tipo p y una de material tipo n. El primero se llama transistor npn y el segundo transistor pnp. Ambos se muestran en la figura 1.







Figura 1: Tipos de transistores npn y pnp. Transistor de efecto de campo FET.El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor, en inglés) es un transistor un transistor que usa el campo eléctrico para eléctrico para controlar la forma, por lo tanto, la conductividad la conductividad de un canal que transporta un solo tipo de portador de carga, por lo que también suele ser conocido como transistor unipolar. Es un semiconductor un semiconductor que posee tres terminales, denominados puerta (gate), drenaje (drain) y fuente (source). La puerta es el terminal equivalente a la base del transistor del transistor BJT (Bipolar Junction Transistor), de cuyo funcionamiento se diferencia, ya que en el FET, el voltaje aplicado entre la puerta y la fuente controla la corriente que circula en el drenaje. Así como los transistores los transistores bipolares se dividen en NPN y PNP, los FET son de los tipos Canal-N y Canal-P, dependiendo del tipo de material del cual se compone el canal del dispositivo. (Jhon, 2003)

Figura 2: Simbología del transistor FET.







conmutar señales señales electrónicas. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos analógicos o digitales, aunque el el transistor de unión bipolar fue mucho más popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores los microprocesadores comerciales están basados en transistores MOSFET, es un dispositivo de cuatro terminales llamados fuente (S, Source), drenador (D, Drain), puerta (G, Gate) y sustrato (B, Bulk). Sin embargo, el sustrato generalmente está conectado internamente al terminal de fuente y por este motivo se pueden encontrar dispositivos MOSFET de tres terminales. (Paul, 2013) El término 'metal' en el nombre MOSFET es actualmente incorrecto ya que el aluminio que fue el material de la puerta hasta mediados de 1970 fue sustituido por el silicio el silicio policristalino policristalino debido a su capacidad de formar puertas auto-alineadas. Las puertas metálicas están volviendo a ganar popularidad, dada la dificultad de incrementar la velocidad de operación de los transistores sin utilizar componentes metálicos en la puerta. De manera similar, el 'óxido' utilizado como aislante en la puerta también se ha reemplazado por otros materiales con el propósito de obtener canales fuertes con la aplicación de tensiones más pequeñas. Un transistor de efecto de campo de puerta aislada o IGFET (Insulated-gate field-effect transistor) es un término relacionado que es equivalente a un MOSFET. El término IGFET es más inclusivo, ya que muchos transistores MOSFET utilizan una puerta que no es metálica, y un aislante de puerta que no es un óxido. Otro dispositivo relacionado es el MISFET, que es un transistor de efecto de campo metal-aislante-semiconductor (Metal-insulator-semiconductor fieldeffect transistor).

Figura 3: Simbología del transistor MOSFET.







interruptor electrónicamente controlado, amplificador o resistencia controlada por voltaje. Posee tres terminales, comúnmente llamados drenaje (D), puerta o compuerta (G) y fuente (S). A diferencia del del transistor de unión bipolar el JFET, al ser un dispositivo controlado por un voltaje de entrada, no necesita de corriente de polarización. La carga La carga eléctrica fluye a través de un canal semiconductor (de tipo N o P) que se halla entre el drenaje y la fuente. Aplicando una tensión eléctrica inversa al terminal de puerta, el canal se "estrecha" de modo que ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica. Un JFET conduce entre los terminales D y S cuando la tensión entre los terminales G y S (VGS) es igual a cero (región de saturación), pero cuando esta tensión aumenta en módulo y con la polaridad adecuada, la resistencia entre los terminales D y S crece, entrando así en la región óhmica, hasta determinado límite cuando deja de conducir y entra en corte. La gráfica de la tensión entre los terminales D y S (VDS) en el eje horizontal contra la corriente del terminal D (ID o corriente de drenaje) es una curva característica y propia de cada JFET. Un JFET tiene una gran impedancia de entrada (que se halla frecuentemente en el orden de1010 ohmios) de1010 ohmios),, lo cual significa que tiene un efecto despreciable respecto a los componentes o circuitos externos conectados a su terminal de puerta

Figura 4: Simbología del transistor JFET.









Un transistor VMOS es un tipo de transistor de transistor semiconductor de óxido metálico . VMOS también se utiliza para describir la forma de ranura en V cortada verticalmente en el material del sustrato. VMOS / VMOS / v i m ɒ s / es un acrónimo de "semiconductor de óxido metálico vertical", o "ranura en V MOS". La "V" forma del MOSFET del MOSFET 's puerta 's puerta permite permite que el dispositivo para suministrar una mayor cantidad de corriente de corriente de la fuente la fuente al drenaje al drenaje del dispositivo. La forma de la región la región de agotamiento crea un canal más ancho, permitiendo que más corriente fluya a través de él. Esta estructura tiene una ranura en V en la región de la puerta y se utilizó para los primeros dispositivos comerciales. (Rashit, 2010) El uso del dispositivo era un dispositivo un dispositivo de potencia hasta que se introdujeron geometrías más adecuadas, como el UMOS el UMOS (o Trench-Gate MOS) para reducir el campo el campo eléctrico máximo en la parte superior de la forma de V y así as í conducir a voltajes máximos más altos que en el caso del VMOS.

Figura 5: Grafica de un transistor VMOST.







Figura 6: Comparativa de las gráficas de funcionamiento (curva de entrada o característica I-V y curva de salida) de los diferentes tipos de transistores de efecto de campo

Operación y configuración de un transistor.A continuación describiremos la operación básica del transistor utilizando el transistor pnp de la figura. La operación del transistor npn es exactamente la misma con los roles de los electrones y huecos intercambiados. En la figura se volvió a dibujar el transistor pnp sin polarización entre la base y el emisor. Observe las semejanzas entre entr e esta situación y la del diodo polarizado en directa.

Figura 7: Unión en directa y unión en inversa de un transistor tipo pnp Funciones de un transistor.1.

Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando.

2.

Funciona como un elemento amplificador de señales







circuito de entrada o de base-emisor y uno para el circuito de salida o de colector-emisor. Ambos se muestran en la figura. (Robert, 2009)

Figura 8: Configuración base común.

Las corrientes de emisor, colector y base se muestran en su dirección convencional real. Aun cuando la configuración del transistor cambió, las relaciones de corriente previamente desarrolladas para la configuración en base común siguen siendo válidas. Es decir IE IC + IB e







3.14a esta región existe a la derecha de las líneas de rayas vertical en VCEsat y arriba de la curva de IB igual a cero. La región a la izquierda de VCEsat se llama región de saturación. (Robert, 2009)

Configuración del transistor en emisor común.La configuración de transistor transistor que más frecuentemente se encuentra aparece en la figura para los transistores pnp y npn. Se llama configuración en emisor común porque el emisor es común o sirve de referencia para las terminales de entrada y salida (en este caso es común para las terminales base y colector). De nueva cuenta se requieren dos conjuntos de características para describir plenamente el comportamiento de la configuración en emisor común: uno para el circuito de entrada o de base-emisor y uno para el circuito de salida o de colector-emisor. Ambos se muestran en la figura.







Figura 9: Representaciones de la configuración emisor común. Configuración del transistor en colector común.La tercera y última configuración del transistor es la configuración en colector común, mostrada en la figura 3.20 con las direcciones de la corriente y notación de voltaje correctas. La configuración en colector común se utiliza sobre todo para igualar impedancias, puesto que tiene una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, lo contrario de las configuraciones en base común y en emisor común.









Una configuración de circuito en colector común aparece en la figura 3.21 con el resistor de carga conectado desde el emisor a tierra. Observe que el colector está unido a tierra aun cuando el transistor esté conectado del mismo modo que en la configuración en emisor común. Esta configuración se la puede diseñar utilizando utilizando las características características en emisor común de la sección anterior, las características de salida de la configuración en colector común son las mismas de la configuración en emisor común. Para la configuración en colector común las características de salida son una gráfica de IE contra VCE con un rango de valores de IB. La corriente de entrada es, por consiguiente, la misma tanto con las características en emisor común como en colector común. Por último, ocurre un cambio casi imperceptible en la escala vertical de IC de las características en emisor común si IC se reemplaza con IE para las características en colector común (puesto que). Para el circuito de entrada de la configuración en colector común bastan las características básicas en emisor común para obtener la información requerida. requ erida.







2.

Esto significa que pequeñas corrientes se pueden transformar en otras más fuertes Amplificación.

Ecuaciones definidas para transistores.-

Figura 11: Ecuaciones donde podemos observar las corrientes de emisor, colector. Voltajes base







Después de haber realizado la investigación de los diferentes temas propuestos pudimos observar que no hay una gran diferencia en características, funcionamientos y simbología entre un transistor y otro ya que su funcionamiento es el mismo la finalidad de crear una variedad de transistores se basan en sus aplicaciones por lo que algunos sirven para disminuir voltaje, corriente, o aumentar señales de audio en si un sinfín de cosas. Según lo investigado conocemos el caso de los transistores BJT su simbología es parecida a los JFET las cuales tienen un colector, base, emisor, la diferencia recae en que se los llama de otra forma como puerta, drenado, fuente, son las partes que dejan pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando en cada una de sus configuraciones, para poder entender las configuraciones en las que se les puede encontrar a un transistor nos basamos en el estudio de los BJT ya que creemos que son los más utilizados en las practicas, hay tres tipos de configuración las cuales son de emisor común, base común, colector común, según el circuito a estudiar se los puede encontrar. Tenemos que tomar en cuenta que la realización de circuitos electrónicos con transistores se los tiene que analizar de parte práctica como en la parte teórica, el estudio de sus ecuaciones se basa en el principio de mallas y despeje de ecuaciones.







1.

Los transistores son dispositivos compuestos internamente por dos diodos obteniendo una base, colector y emisor.

2.

Los transistores son dispositivos de tres terminales de tres capas semiconductoras que tienen una base o capa central mucho más delgada que las otras dos, las dos capas externas son de materiales tipo n o p.

3.

Las configuraciones realizadas en base común y colector común tienen la semejanza de estar conectada al punto tierra.

4.

Los transistores tienen ventajas sobre los antiguos elementos electrónicos electrónicos ya que son más pequeños, livianos, eficientes.







7.

Al trabajar en circuitos con transistores debemos trabajar con un simulador ya ya que este será de mucha ayuda en la obtención de datos verídicos ya se trabajara en lo práctico y teórico.

8.

Al trabajar con transistores debemos conocer que para la aplicación en circuitos los datos para lo que está diseñado el mismo vienen dados por po r el fabricante.

9.

Al trabajar en circuitos electrónicos hay ecuaciones ya definidas, por lo que hay que basarse en ellas para obtener obte ner los datos requeridos, una u na de las grandes ayudas que q ue podemos optar es el despeje de las mismas.

BIBLIOGRAFÍA.

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