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Transistores funcionamiento.

Es un dispositivo de tres terminales que se utiliza principalmente para amplificar la porción de una señal que varia con el tiempo. Las terminales se designan con los nombres de colector, emisor y base. Un transistor puede considerarse  como la unión de dos diodos unidos ya sea por su lado N o por su lado P.

 

Por regla general, la corriente del colector Ic es de 100  a  250 veces mayor que la corriente de base Ib por lo que se emplea la siguiente aproximación:

 

                      Ie = Ic

 

Es decir la corriente de emisor es muy aproximadamente igual a la corriente del colector debido. Recuerda también que la corriente de base más la de colector es igual a la corriente de emisor

 

Efecto amplificador

Al  transferirse la misma cantidad  de corriente del lado de baja resistencia (lado de polarización directa emisor base) al lado de alta resistencia (lado de polarización inversa colector base) esto da por resultado una ganancia neta de voltaje a la salida.

 

              Ientrada = Isalida

 

              Ve/Re = Vs/Rs

 

               Vs / Ve = Rs/ Re >> 1

 

Por regla general también se supone que  el voltaje base a emisor se mantiene constante a 0.7 V (0.3 V para germanio) por lo tanto se puede aplicar la siguiente aproximación:

 

             Vbe = 0.7 V

 

REGLA FUNDAMENTAL DE POLARIZACIÓN PARA LOS TRANSISTORES.

De la base al colector la polarización debe ser inversa. De la base a emisor la polarización debe ser directa. (Ver figura "transistores" REGLA DE POLARIZACION). Una polarización inversa de base a emisor da como resultado una corriente nula en el circuito emisor colector.

 

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RELACIONES ÚTILES

1.-Factor de amplificación a cortocircuito (alfa = Ic/Ie) generalmente vale de 0.98 - 0.995.

 

2.- Factor beta o ganancia de corriente (hFE) relación de valor práctico muy importante es la relación

 

hFE = Ic / Ib

 

 3.- Relación entre alfa y beta

 

   beta = alfa / (1 - alfa)

 

TIPS

-en los esquemas se les designa con las letras "Q" o "TR"

- un transistor puede considerarse como la unión de dos diodos unidos por su base.

- un transistor tiene como principal propiedad amplificar o agrandar los voltajes de señal.

- la polarización directa permite baja resistividad, la polarización inversa permite alta resistividad.

- si la polarización emisor-base es inversa o nula no hay corriente de emisor a colector

- si se pretende tener una amplificación clase "A", el transistor debe tener un bias de valor medio, en donde la corriente del emisor al colector en ausencia de señal sea de una intensidad media entre el punto de corte y el de saturación.

 

BIAS.- es el termino técnico que se emplea para nombrar al voltaje que se aplica entre la base y el emisor de un transistor sea cual fuere su tipo o clase y sin importar que el sentido de la polarización sea directa o inversa

 

PUNTO DE CORTE.- un transistor cualquiera está en su punto de corte cuando contando con su voltaje de colector (de colector a base o de colector a emisor) carece de voltaje de base a emisor, es decir no tiene "bias", o bien, si de base a emisor hay polarización inversa.

 

PUNTO DE SATURACION.- si contando con el voltaje del colector comenzamos a darle bias en sentido directo a un transistor partiendo de cero volts , a medida que vayamos aumentando este bias poco a poco , la corriente de emisor a colector también irá aumentando , pues bien, de acuerdo a las características propias del transistor y de la cantidad de voltios del colector , si seguimos aumentando el bias llegara un punto en que la corriente de emisor ya no pueda aumentar aunque sigamos aumentando el bias.

 

CIRCUITO DE EMISOR COMUN

- el circuito llamado de emisor común es el más utilizado, en estos la señal de salida está desfasada 180º con respecto a la señal de entrada.

- en los circuitos de emisor común, el condensador en paralelo con la resistencia del emisor (Ver Fig.: "transistores circuito de emisor común") sirve para mantener estable el voltaje de polarización de la base enviando a tierra cualquier variación de la fuente como los rizos que eventualmente pueden formarse en el voltaje de polarización por interferencias externas o por un filtrado defectuoso filtrado en el proceso de rectificación

- el circuito de emisor común proporciona simultáneamente ganancia de corriente y voltaje. La ganancia puede llegar a ser relativamente alta típicamente 10.000 para la  potencia y 50 para la corriente.

 

Es muy común utilizar un circuito divisor de voltaje para polarizar la base y fijar el punto de trabajo del transistor. En la figura "CIRCUITO DE EMISOR COMUN"

 

 

Vb = V * R2 / (R1 + R2)

 

METODO DE CÁLCULO. Ver figura "circuito de emisor común". Con el valor de la corriente (Ib) y voltaje de polarización (Vo) seleccionadas para la base (desde la curva de características), mas el voltaje de la fuente (V) se calcula el valor (R1+R2)

 

       (R1+R2) = V / Ib

 

Puesto que el voltaje de polarización (Vo) aplicado a la base es:

 

        Vo = V * R2 / (R1 + R2)

 

Entonces:

 

          R2 = Vo (R1 + R2) / V

 

 

Recuerda que una pequeña variación en el voltaje del bias produce una variación muy grande en el voltaje de salida o también un bloqueo total del mismo.

 

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TIPOS DE TRANSISTORES

Existen básicamente dos grandes familias de transistores: los transistores bipolares y los transistores de efecto de campo o FETs (Field Effect Transistors). Estos últimos incluyen los FETs de unión (JFETs) y los FETs de compuerta aislada (MOSFETs). Actualmente son también muy populares los transistores bipolares de compuerta aislada o IGBTs, utilizados en aplicaciones de potencia, que son muy similares a los MOSFETs en su estructura física, pero se asemejan más a los transistores bipolares en su operación eléctrica.

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