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¿QUE ES EL TRANSISTOR?

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by

daniella alves

on 11 November 2014

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Transcript of ¿QUE ES EL TRANSISTOR?

EL TRANSISTOR
POLARIZACIÓN DE UN TRANSISTOR
funcionamiento básico de un transistor
Cuando el interruptor SW1 está abierto no circula intensidad por la Base del transistor por lo que la lámpara no se encenderá, ya que, toda la tensión se encuentra entre Colector y Emisor. (Figura 1).
TIPOS DE TRANSISTORES
Los transistores están formados por la unión de tres cristales semiconductores, dos del tipo P uno del tipo N (transistores PNP), o bien dos del tipo N y uno del P (transistores NPN).

¿QUE ES EL TRANSISTOR?
Dispositivo semiconductor que permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña.
El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial. También se llama Transistor Bipolar o Transistor Electrónico.

trabajo de electrotecnia:
realizado por:
Lady Tello
Danny Caicedo
Daniella d. s.
Edwin Herrera

Los símbolos que corresponden a este tipo de transistor son los siguientes:
Transistor NPN
Estructura de un transistor NPN
Transistor PNP
Estructura de un transistor PNP
El nombre de estos hace referencia a su construcción como semiconductor.
Cuando se cierra el interruptor SW1, una intensidad muy pequeña circulará por la Base. Así el transistor disminuirá su resistencia entre Colector y Emisor por lo que pasará una intensidad muy grande, haciendo que se encienda la lámpara. (Figura 2).
Figura 1
Figura 2
Una polarización correcta permite el funcionamiento de este componente. No es lo mismo polarizar un transistor NPN que PNP.
Generalmente podemos decir que la unión base - emisor se polariza directamente y la unión base - colector inversamente.
Polarización de un transistor NPN
Polarización de un transistor PNP
ZONAS DE TRABAJO
CORTE.- No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y Emisor también es nula.La tensión entre Colector y Emisor es la de la batería. El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto.
IB = IC = IE = 0; VCE = Vbat
SATURACION.- Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector considerable. En este caso el transistor entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado. De esta forma, se puede decir que la tensión de la batería se encuentra en la carga conectada en el Colector.


ACTIVA.- Actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente.
Cuando trabaja en la zona de corte y la de saturación se dice que trabaja en conmutación. En definitiva, como si fuera un interruptor.
La ganancia de corriente es un parámetro también importante para los transistores ya que relaciona la variación que sufre la corriente de colector para una variación de la corriente de base. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de características, también aparece con la denominación hFE. Se expresa de la siguiente manera:
ß = IC / IB
ZONA ACTIVA DE TRABAJO:
ejemplo para comprender el funcionamiento del transistor:
- Funcionamiento en corte: si no hay presión de agua en B (no pasa agua por su tubería), la válvula esta cerrada, no se abre la válvula y no se produce un paso de fluido desde E (emisor) hacia C (colector).

- Funcionamiento en activa: si llega algo de presión de agua a la base B, se abrirá la válvula en función de la presión que llegue, comenzando a pasar agua desde E hacia C.

- Funcionamiento en saturación: si llega suficiente presión por B se abrirá totalmente la válvula y todo el agua podrá pasar desde el emisor E hasta el colector C (la máxima cantidad posible). Por mucho que metamos más presión de agua por B la cantidad de agua que pasa de E hacia C es siempre la misma, la máxima posible que permita la tubería.

Como ves una pequeña cantidad de agua por B permite el paso de mucho más agua entre E y C (amplificador).

ejemplo para comprender el funcionamiento del transistor:
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSISTOR :
En un transistor cuando no le llega nada de corriente a la base, no hay paso de corriente entre el emisor y el colector (en corte), funciona como un interruptor abierto entre el emisor y el colector, y cuando tiene la corriente de la base máxima (en saturación) su funcionamiento es como un interruptor cerrado, entre el emisor y el colector hay paso de corriente y además pasa la máxima corriente permitida por el transistor entre E y C.
El tercer caso es que a la base del transistor le llegue una corriente más pequeña de la corriente de base para que se abra el transistor, entonces entre Emisor y Colector pasará una corriente intermedia que no llegará a la máxima.
Hay una gama muy amplia de transistores por lo que antes de conectar deberemos identificar sus 3 patillas y saber si es PNP o NPN. En los transistores NPN se deba conectar al polo positivo el colector y la base, y en los PNP el colector y la base al polo negativo.
La unión BASE-EMISOR siempre polarizado directamente, y la unión COLECTOR–BASE siempre polarizado inversamente.

Diferencias entre el transistor PNP y el NPN
la principal diferencia es que en el PNP la corriente de salida (entre el emisor y colector) entra por el emisor y sale por el colector y en el transistor NPN la corriente entra por el colector y sale por el emisor, al revés.
Otra cosa muy importante a tener en cuenta es la dirección de las corrientes y las tensiones de un transistor, sea NPN o PNP
FORMULAS DEL TRANSISTOR:
símbolos esquemáticos del transistor:
en un PNP la corriente que entra es la del emisor, y salen la del colector + la de la base, pero al ser la de base tan pequeña comparada con las otras dos se puede aproximar diciendo que IE = IC. En realidad las intensidades en un transistor serían:
IE = IC + IB; para los 2 tipos de transistores

Otro dato importante en un transistor es la ganancia, que nos da la relación que hay entre la corriente de salida IC y la necesaria para activarlo IB (corriente de entrada). Se representa por el símbolo beta .

β = IC / IB

CIRCUITO BASICO CON UN TRANSISTOR
Un transistor funciona como un interruptor para el circuito conectado al colector (Rc) si se hace pasar rápidamente de corte a saturación y viceversa. En corte es un interruptor abierto y en saturación es un interruptor cerrado. Los datos para calcular un circuito de transistor como interruptor son: el voltaje del circuito que se va a encender y la corriente que requiere con ese voltaje. El voltaje Vcc se hace igual al voltaje nominal del circuito, y la corriente corresponde a la corriente Icsat. Se calcula la corriente de saturación mínima, luego la resistencia de base mínima:

IBSAT min = Icsat / b

RBMax = Von/IBsat min
¿por que la base de un transistor siempre va a una resistencia?
En todos los circuitos que veas con transistores verás que hay una Rb (resistencia de base) colocada en serie con la base. Su misión es proteger la base para que no le llegue nunca una corriente muy grande a la base y se queme el transistor. La Rb al estar en serie con la base limita la corriente que le llega a la base, de tal forma que no sea más grande que la que puede soportar la base. Recuerda I = V / R (ley de ohm), si no hubiera Rb la I sería infinito. Cuanto mayor sea la Rb menor será la IB.
TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
es en realidad 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.
Tienen tres terminales, denominadas puerta (gate), drenador (drain) y fuente (source). La puerta es la terminal equivalente a la base del BJT (Bipolar Junction Transistor). El transistor de efecto de campo se comporta como un interruptor controlado por tensión, donde el voltaje aplicado a la puerta permite hacer que fluya o no corriente entre drenador y fuente.
Con los transistores bipolares observábamos como una pequeña corriente en la base de los mismos se controlaba una corriente de colector mayor. Los Transistores de Efecto de Campo son dispositivos en los que la corriente se controla mediante tensión. Cuando funcionan como amplificador suministran una corriente de salida que es proporcional a la tensión aplicada a la entrada. Características generales:

Por el terminal de control no se absorbe corriente.
Una señal muy débil puede controlar el componente
La tensión de control se emplea para crear un campo eléctrico
Símbolo de un FET de canal N
Símbolo de un FET de canal P
comparación con los transistores de unión bipolar:
Los transistores de efecto de campo son similares a los transistores de unión bipolar. Sin embargo, el transistor de efecto de campo tiene algunas ventajas sobre el transistor de unión bipolar. Los transistores de efecto de campo funcionan al instante, de manera eficiente y económica. Los ingenieros pueden hacer transistores de efecto campo más pequeños que los transistores de unión bipolar. Los transistores de efecto de campo utilizan muy poca energía y tienen disipación de potencia mínima. Dado que los transistores de efecto de campo tienen una alta entrada, no son dañados por la electricidad estática tan a menudo como los son los transistores de unión bipolar.
transistores de efecto de campo
CONSTRUCCIÓN DE UN TRANSISTOR
Un transistor se fabrica con uno de dos elementos químicos, el germanio y el silicio, conocidos como semiconductores. Tanto el germanio como el silicio son en sí mismos pobres conductores eléctricos. Las impurezas como el boro, el arsénico o el fósforo se pueden implantar en un cristal semiconductor puro para cambiar las características eléctricas del material. Este procedimiento de implante se conoce como "doping". Un transistor de junta bipolar NPN consiste en tres regiones: el colector, la base y el emisor.
verificación del medidor de un transistor
Aquí estoy asumiendo el uso de un multímetro con sólo una función de rango de continuidad individual (resistencia) para comprobar las uniones PN. Algunos multímetros están equipadas con dos funciones de comprobación de la continuidad separadas: la resistencia y la "verificación de diodo", cada uno con su propio propósito. Si su medidor tiene una función denominada "chequeo de diodos", en lugar de utilizar que el rango de "resistencia", y el medidor indicará la tensión directa real de la unión PN y no sólo si es o no conduce corriente
Las lecturas del medidor serán exactamente opuesto, por supuesto, para un transistor NPN, con las dos uniones PN se enfrentan a la inversa. Lecturas de baja resistencia con el cable rojo (+) en la base es la condición "opuesto" para el transistor NPN.
transistor como interruptor
Debido a que la corriente de colector de un transistor es proporcionalmente limitada por su corriente de base, que puede ser utilizado como una especie de conmutador de corriente controlada. Un relativamente pequeño flujo de electrones enviados a través de la base del transistor tiene la capacidad de ejercer control sobre un flujo mucho mayor de electrones a través del colector.

(A) interruptor mecánico, (b) Interruptor de transistor NPN, (c) PNP transistor.
TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR
Un caso intermedio entre corte y saturación se produce cuando la corriente en la base no es tan pequeña como para cortar la corriente en los otros terminales, pero tampoco tan grande como para permitirla pasar completamente.

En ese caso el transistor funciona como un amplificador que nos proporciona entre el colector y el emisor un múltiplo de la corriente que pasa por la base.
Incluso un micrófono con suficiente tensión y la corriente (de un amplificador) de salida podría convertirse en el transistor, siempre que su salida se rectifica de CA a CC para que la unión PN emisor-base en el transistor será siempre polarizado :

Señal del micrófono amplificado se rectifica a CC al sesgo de la base del transistor proporcionar una corriente de colector más grande.
TRANSISTOR COMO REGULADOR
• Los transistores funcionan como reguladores de corriente al permitir que una pequeña corriente para controlar una corriente más grande. La cantidad de corriente permitido entre el colector y el emisor está determinada principalmente por la cantidad de movimiento actual entre la base y el emisor.
• Para que un transistor para funcionar correctamente como un regulador de corriente, el control (base) actual y las corrientes (colector) deben ser controlados van en las direcciones correctas: engrana de forma aditiva en el emisor y yendo contra el símbolo emisor flecha.

TRANSISTORES EN LOS CIRCUITOS INTEGRADOS
Usando transistores se conforman circuitos que producen funciones desde muy sencillas como los amplificadores de señal hasta funciones complejas como los microprocesadores; en la medida que se deben usar más transistores para una función el espacio ocupado por el circuito aumenta y se hacen más difíciles lograr los niveles de polarización adecuados, hay más posibilidad de problemas de funcionamiento, usando circuitos integrados se logra mayor fiabilidad en el ensamblaje y funcionamiento de un equipo y sobre todo se ha logrado reducción en el espacio ocupado por los circuitos.


CLASES DE TRANSISTORES
FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR
TRANSISTOR BIPOLAR
es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.
Cali, noviembre del 2014
TDIAM-14
comparación entre el triodo de vacío y el transistor
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