Diodo y transistores

Antecedentes

Materiales

conductor

SemiconductoresAislante

s

Materiales

Intrínseco Extrínseco

Material P Material N

Materiales

Diodos

Material IntrínsecoMaterial intrínseco, son aquellos semiconductores que se han refinado cuidadosamente con el objetivo de reducir las impureza hasta un nivel muy bajo, tan puros como sea posible mediante la utilización de la tecnología moderna.

Materiales

Material Extrínseco

Material extrínseco es un material semiconductor que se ha sujetado a un proceso de dopaje.

Materiales

Material N

Es un material de tipo n el electrón denomina portador mayoritario y el hueco portador minoritario.

Materiales

Portador minoritaria(huecos)

Portador mayoritarioelectrones

Material PEs un materia tipo p el hueco es el portador mayoritario y el electrón es el portador minoritario.

Materiales

Portador mayoritario(huecos)

Portador Minoritario electrones

Diodos

¿Qué es? Funcionamiento

Análisis Aplicaciones

Diodo

¿Qué es?

Diodos

El diodo es un dispositivo de dos terminales, que tiene como característica que funciona como un interruptor. El diodo sólo permite recorre la corriente en una sola dirección de la flecha.

Funcionamiento

Diodos

Símbolo

Dispositivo Físico

Sentido de la corriente ID

Ánodo (A) Cátodo (C)

Corriente del diodo ID

Grafica de funcionamiento

Vd (Ge)= 0.3vVd (Si) = 0.7v

Análisis

Determinar la corriente ID y el voltaje VD en el siguiente circuito, considere que el diodo es de silicio.

Diodos

Datos:

KΩ1

V5

R

VDD

Solución

VARIV

mAAII

I

I

Iv

VVV

RR

D

DRDD

3.41000*0043.

3.41000

3.4

3.41000

7.51000

07.010005

0

Aplicaciones

Diodos

Transistor

¿Qué es? Tipos

Regiones Configuraciones

Transistor

¿Qué es?

Transistor

El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consta de ya sea dos capas de material tipo n y una capa tipo p, o bien de dos capas de material tipo p y una tipo n .

Transistores bipolares

El transistor bipolar (BJT) se corresponde con el siguiente dispositivo:

Está formado por la unión de tres materiales semiconductores.

Este es un transistor NPN. Análogamente existe el PNP.

npn pnp

Nosotros lo vamos a representar:

Distinguimos las siguientes regiones de funcionamiento:

Unión BE Unión BC

CORTE inversa inversa

ACTIVA directa inversa

SATURACIÓN directa directa

REGIONES DE FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR PNP

MODOS DE OPERACIÓN DEL npn

1) CORTE

0

ECB

BC

BEIII

VV

VV

2) ACTIVA

fijada0

VVII

V

VVBEBC

CB

BE

3) SATURACIÓN

BCBCBEsaturaciónCE

CB

BEIIVVV

V

VV

V2.0

V5.0

transistordelganancia

V0.7 óV65.0

V

Para trabajar con un transistor utilizaremos el siguiente circuito:

)4(

)3(

)2(

)1(

EECECCCC

EEBEBBBB

BECBCE

CBE

RIVRIV

RIVRIV

VVV

III

Ecuaciones que siempre se cumplen:

BBV

ANÁLISIS DEL BJT

El transistor puede estar en uno de los tres estados de operación:

Corte, Activa o Saturación

0

065.0

C

BBE I

IV corteenTVSi

CORTE

BBCCCBCCCE

BBBEE

VVVVV

VVI

)2()4(

)3(0)1(

Sustituyendo

saturaciónoactivaenTVSi 65.0BEV

ACTIVA-SATURACIÓN

V

activaenTVSia)65.0

65.0BE

BCCE V

IIV

EBCECBCC

EBBBBB

CECE

BE

RIVRIV

RIRIV

VV

II

1)4(

165.0)3(

65.0)2(

1)1(

V

Sustituyendo

V

VsaturaciónenTVSib)

65.0

2.065.0

BE

CE

BC

CE

V

V

II

V

EBCCCCC

EBCBBBB

CE

CBE

RIIRIV

RIIRIV

V

III

2.0)4(

65.0)3(

2.0)2(

)1(

V

Sustituyendo

ANÁLISIS GRÁFICO

BBV

B

BEBBB

V

V

CB R

VVIeII T

BE

*

el punto de intersección determina IB

CECC

CCC V

RR

VI

1

BBCE C IiVI curva la selecciona se: Curva

La intersección de las curvas determina el punto

de polarización del transistor Q=(IC, VCE)

BE B VI Curva

Ejemplo 1:

BBV100V

V

KK

:Datos

65.0

10

10100

V

V

RR

CC

CB

065.065.0)1 ECBBEBB IIIVV corteenTVV Si

65.010101010)4(

100100

65.0100

100

65.0

65.0100)3(

65.0)2(

1100)1(

65.065.0)2

BBCCCCECECCC

BBBC

BBB

BBB

CBCE

BBBBCE

BEBB

VIVVVIV

VII

VI

IV

VV

IIIIII

VV

K

K

V

K

V

VK

V

activaSupongamos

saturación

activaenTV V Si

VVquehastaactivaenEstará 58.165.0 BBCE VV

)(constantemA

VKK

K

VVK

V

saturaciónenTV V Si

98.0

2.0101010)4(

100

65.065.0100)3(

2.0)2(

)1(

65.058.1)3

C

CCECCC

BBBBBB

CE

BCBCE

CEBB

I

IVIV

VIIV

V

IIIII

VV

Ejemplo 2:

065.0 5V

:Datos

V

1) No puede estar en CORTE:

SATURACIÓN OACTIVA enestáT

VVV

VCORTEenestáT Si

65.05.200

5.20BE

EE

BB VVI

VI

correcta SuposiciónVV

mAKmAK

KK

mA

mA

μA

K51VK

KVK

V

VV ACTIVAen está T que Supongamos

65.072.15

58.1154.1525

15)4(

58.1

54.1

1.30

165.095.2

165.09)3(

65.0)2(

51)1(

65.0)2

CE

CE

ECECCC

E

C

B

BB

EBBB

CBCE

BBBBCE

BE

BC

V

V

IVIV

I

I

I

II

IIV

VV

IIIIII

II