UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULT ACULTAD AD DE INGENIER INGENIERÍA ÍA CIVIL Y MECÁNICA INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRÓNICA TIPOS DE TRANSISTORES INTEGRANTES: COLES EDWIN FRANKLIN QUISINTUÑA
CURSO: QUINTO “A”
AMBATO, ECUADOR
TRANSISTORES
ÍNDICE •
Que es un Transistor
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Usos de los Transistores
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Tipos de Transistor
¿QUÉ ES UN TRANSISTOR? Dispositivo semiconductor que permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña. Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control. Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas.
Válvulas Termoiónicas
Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente "transistores", televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color... Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían
USOS DEL TRANSISTOR Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran: Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación) Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia) Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM) Detección de radiación luminosa (fototransistores) Los transistores de unión (uno de los tipos más básicos) tienen 3 terminales llamados Base, Colector y Emisor, que dependiendo del encapsulado que tenga el transistor pueden estar distribuidos de varias formas • • •
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ZONAS DE TRABAJO Corte La corriente de base es nula, no conduce en absoluto. Se comporta como un interruptor abierto.
Saturación Conduce totalmente
y
Activa Conduce parcialmente siguiendo la expresión (IC= β·IB). Por eso se dice que amplifica la corriente.
se
comporta como un interruptor
TIPOS DE TRANSISTOR
TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR (BJT) •
transistor de unión bipolar (del ingles Bipolar Junction Transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado solido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor. De esta manera quedan formadas tres regiones: Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, 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.
El
TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR (BJT)
NPN en este caso un cristal P está situado entre dos cristales N. Son los más comunes
PNP en este caso un cristal N está situado entre dos cristales P
TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO (FET) Es un transistor que usa el campo eléctrico para controlar la forma y, por lo tanto, 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 que posee tres terminales, denominados puerta (gate), drenaje (drain) y fuente (source). La puerta es el terminal equivalente a la base 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. Se dividen en dos tipos los de canal-n y los de canal-p, dependiendo del tipo de material del cual se compone el canal del dispositivo.
TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO (FET)
Es una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor.
TRANSISTOR DE INDUCCIÓN ESTÁTICA (SIT) El Dispositivo mas importante bajo desarrollo es el transistor de inducción estática (SIT) mostrado esquemáticamente en la figura 1. El SIT es un dispositivo portador mayoritario (unipolar) en el que el flujo de electrones de la fuente a el drenaje es controlado por un potencial de barrera en el semiconductor de dos dimensiones con forma de silla de montar entre las compuertas metálicas. Si el dopado y las dimensiones laterales son escogidas adecuadamente, la altura del potencial de barrera será modulado por la compuerta y el drenaje. Debido a que la corriente se incrementa exponencialmente conforme la barrera es disminuido, las características de la salida del SIT son usualmente no saturadas o “de manera de tríodo”, por ejemplo pareciéndose a un tríodo de tubo al vacío. El SIT es importante como un dispositivo de microondas a bahas frecuencias en GHz porque este entrega potencia extremadamente alta por unidad de area.
TRANSISTOR BIPOLAR DE COMPUERTA AISLADA (IGBT) •
El transistor bipolar de puerta aislada (IGBT, del ingles Insulated Gate Bipolar Transistor) es un dispositivo semiconductor que generalmente se aplica como interruptor controlado en circuitos de electrónica de potencia. Este dispositivo posee la características de las señales de puerta de los transistores de potencia campo con la capacidad de alta corriente y bajo voltaje de saturación del transitor bipolar, combinando una puerta aislada FET para la entrada de control y un transistor bipolar como interruptor en un solo dispositivo. El circuito de excitación del IGBT es como el del MOSFET, mientras que las características de conducción son como las del BJT.
TRANSISTOR BIPOLAR DE COMPUERTA AISLADA (IGBT) Características del IGBT •
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El IGBT es adecuado para velocidades de conmutación de hasta 20 kHz y ha sustituido al BJT en muchas aplicaciones. Es usado en aplicaciones de altas y medias energía como fuente conmutada, control de la tracción en motores y cocina de inducción. Grandes módulos de IGBT consisten en muchos dispositivos colocados en paralelo que pueden manejar altas corrientes del orden de cientos de amperios con voltajes de bloqueo de 6.000 voltios. Este es un dispositivo para la conmutación en sistemas de alta tensión. La tensión de control de puerta es de unos 15 V. Esto ofrece la ventaja de controlar sistemas de potencia aplicando una señal eléctrica de entrada muy débil en la puerta
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TRANSISTOR UJT •
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El transistor monojuntura (UJT, unijunction transistor) es un dispositivo de conmutación del tipo ruptura. Sus características lo hacen muy útil en muchos circuitos industriales, incluyendo temporizadores, osciladores, generadores de onda, y más importante aún, en circuitos de control de puerta para SCR y TRIACs. Desde el punto de vista del funcionamiento, no hay similitud entre el emisor de un UJT y el emisor de un transistor bipolar. En realidad, los nombres de las terminales obedecen a su funcionamiento interno, el cual considera la acción de los portadores de carga, pero el funcionamiento interno del dispositivo no es de importancia para nosotros.
TRANSISTOR UJT Características del UJT •
Fijándose en la curva característica del UJT se puede notar que cuando el voltaje sobrepasa un valor de ruptura, el UJT presenta un fenómeno de modulación de resistencia que, al aumentar la corriente que pasa por el dispositivo, la resistencia de esta baja y por ello, también baja el voltaje en el dispositivo, esta región se llama región de resistencia negativa, este es un proceso realimentado positivamente, por lo que esta región no es estable, lo que lo hace excelente para conmutar, para circuitos de disparo de tiristores y en osciladores de relajación.
LOS TRANSISTORES JFET El transistor de efecto campo es bastante similar al transistor BJT (modos de funcionamiento incluidos), con la diferencia de que éste se regula mediante tensión en lugar de corriente debido a que tiene una impedancia de entrada alta. Una forma de comprender este concepto es que al tener una resistencia a la entrada de la base grande, la corriente de la base siempre será pequeña y lo que marca la diferencia es el voltaje. El transistor de efecto campo es una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial.
LOS TRANSISTORES JFET Existen 2 tipos de JFET los de canal n y los de canal p, la diferencia será el sentido de las corrientes y las tensiones sobre el JFET
LOS TRANSISTORES MOSFET •
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un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue mucho más popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores comerciales están basados en transistores MOSFET. Aunque el MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales llamadas surtidor (S), drenador (D), compuerta (G) y sustrato (B), el sustrato generalmente está conectado internamente a la terminal del surtidor, y por este motivo se pueden encontrar dispositivos de tres terminales similares a otros transistores de efecto de campo .
Es
LOS TRANSISTORES MOSFET APLICACIONES La forma más habitual de emplear transistores MOSFET es en circuitos de tipo CMOS, consistentes en el uso de transistores PMOS y NMOS complementarios. Las aplicaciones de MOSFET discretos más comunes son: Resistencia controlada por tensión. Circuitos de conmutación de potencia (HEXFET, FREDFET, etc). Mezcladores de frecuencia, con MOSFET de doble puerta. •
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VENTAJAS La principal aplicación de los MOSFET está en los circuitos integrados PMOS, NMOS y CMOS, debido a las siguientes ventajas de los transistores de efecto de campo con respecto a los transistores bipolares: • Consumo en modo estático muy bajo. • Tamaño muy inferior al transistor bipolar (actualmente del orden de media micra). • Gran capacidad de integración debido a su reducido tamaño. • Funcionamiento por tensión, son controlados por voltaje por lo que tienen una impedancia de entrada muy alta. La intensidad que circula por la puerta es del orden de los nanoamperios. • Los circuitos digitales realizados con MOSFET no necesitan resistencias, con el ahorro de superficie que conlleva.
PUT – TRANSISTOR UNIUNIÓN PROGRAMABLE El PUT no es un UJT (transistor uniunión). El PUT (Transistor Uniunión programable) es un dispositivo que, a diferencia del transistor bipolar común (que tiene 3 capas: NPN o PNP), tiene 4 capas.
Este transistor tiene 3 terminales como otros transistores y sus nombres son: cátodo K, ánodo A, puerta G. A diferencia del UJT, este transistor permite que se puedan controlar los valores de RBB y VP que en el UJT son fijos. Los parámetros de conducción del PUT son controlados por la terminal G.
PUT – TRANSISTOR UNIUNIÓN PROGRAMABLE Este transistor tiene dos estados: Uno de conducción (hay corriente entre A y K y la caída de voltaje es pequeña) y otro de corte cuando la corriente de A a K es muy pequeña. Este transistor se polariza de la siguiente manera:
El uso del PUT se encuentra casi limitado a su utilización en osciladores de relajación para disparo de tiristores de potencia en aplicaciones de control de fase. Su alta sensibilidad, les permite trabajar con elevados valores de resistencia de temporización o pequeños valores de capacitancia, en aplicaciones de baja corriente, tales como temporizaciones muy largas
TRANSISTORES FOTOTRANSISTORES.
Estos tipos de transistores son menos frecuentes en las aplicaciones DIY. Su funcionamiento es similar al de los BJT, con la diferencia de que la corriente de la base puede ser gestionada mediante la luz incidente (al igual que sucede con otros elementos como las fotorresistencias). Puede trabajar de maneras diferentes: – Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo común) – Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (modo de iluminación).
TRANSISTORES FOTOTRANSISTORES.
-se han utilizado en lectores de cinta y tarjetas perforadas, lápices ópticos, etc. para comunicaciones con fibra óptica se prefiere usar detectores con fotodiodos p-i-n. también se pueden utilizar en la detección de objetos cercanos cuando forman parte de un sensor de proximidad. - se utilizan ampliamente encapsulados conjuntamente con un led, formando interruptores ópticos (opto-switch), que detectan la interrupción del haz de luz por un objeto. existen en dos versiones: de transmisión y de reflexión.
BIBLIOGRAFÍA. •
https://es.scribd.com/document/73138147/CLASIFICACION-DE-
TRANSISTORES https://www.electronicafacil.net/tutoriales/Tiristores-
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Especiales.php?fbclid=IwAR1q26GxT_kXZAzcq54X8v_D1aiTmNf_alEkyDJ7Z_ l4NnmcuW11YI1L7Eg https://es.slideshare.net/sergio_elvis/transistores-12144406#
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https://perseverantesutpl.wordpress.com/2013/01/24/clasificacion-de-los-
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transistores/ http://www.electronica2000.com
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http: //areaelectronica.com/ Transistores/Transistores, transistor, teoría..htm
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