Transistor bipolar

1. Transistor bipolar

2. Transistor bipolar PNP: Regiones de operación VCB Transistor PNP: + Activa inversa Saturación VCB Colector P Base N VEB P Emisor Corte Activa VEB + Símbolo Regiones de operación

3. Transistor bipolar NPN: Regiones de operación VBC Transistor NPN: Activa inversa Saturación VBC Colector N + Base P VBE + N Emisor Corte Activa VBE Símbolo Regiones de operación

4. Transistor bipolar PNP: Configuraciones en la Región Activa Emisor comúnBase comúnColector Común E C P+ P N B N B VCE P+ N P P VEC C P VCB + E VEB VEB VCB IC IB IC IE IB VCE IE VEC VCB VEB IB VCB VEB IC IE

5. Transistor bipolar PNP: Relaciones básicas de corriente y Voltaje Voltajes: VEB + VCB + VCE = 0 Corrientes: IE = IB + IC P+ N P VEB VCB IC IE VCB VEB IB

6. Transistor bipolar PNP: Región activa Colector Emisor N P P+ VEB Unión polarizada en directa Unión polarizada en inversa Ejercicio: Dibujar los diagramas de energía para los transistores PNP y NPN

7. Transistor bipolar PNP: Región activa Polarización directa Polarización inversa N Colector Emisor IC IE IEP ICP P+ P IEn ICn Irec (corriente de recombinación) IB Convención: Corriente de electrones. Movimiento de electrones. Corriente de huecos (movimiento de huecos). Componentes de las corrientes: IE = IEn + IEp IB = IEn + IREC - ICn IC = ICn + ICp

8. El transistor como amplificador lineal (región activa) Colector P Emisor P+ N Análisis simplificado WB Se asume que el ancho de la base WB << Lp (longitud de difusión de los huecos). Lo cual implica: IREC 0, luego ICp ≈ IEp Debido a la polarización inversa de la unión base-colector entonces: ICn≈ 0 ( es muy pequeña), luego IC ≈ IEp Lo anterior significa que la corriente de base sería: IB≈ IEn

9. El transistor como amplificador lineal Comportamiento de los portadores minoritarios (análisis simplificado) unión emisor-base: Colector P Emisor P+ N WB Lineal WB << Lp x´ x´´ Exponencial:

10. El transistor como amplificador lineal Comportamiento de los portadores minoritarios (análisis simplificado) unión emisor-base: Como: IB ≈ IEn, la corriente sería: Como: IC≈ ICp ≈ IEp , la corriente sería: Relación lineal Amplificador lineal de corriente Luego:

11. El transistor PNP Parámetros del transistor bipolar: Las corrientes las podemos expresar de la siguiente forma: Corriente de colector-base con el emisor abierto

12. El transistor PNP • Parámetros del transistor bipolar: • Eficiencia de inyección del emisor ( ): • Factor de transporte de la base ( ): • Ganancia de corriente en base común (DC) ():

13. El transistor bipolar • Parámetros del transistor bipolar: • De acuerdo con la ecuaciones anteriores: También: Luego: Ganancia de corriente En emisor común (DC)

14. Modelo del transistor bipolar • Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: • Hipótesis: • La intensidad de campo eléctrico en las regiones de cuerpo (fuera • de las regiones de vaciamiento) es muy pequeño. • No se considera recombinación, ni generación en la zonas de • vaciamiento. • Los anchos del colector y del emisor son más grandes que la longitudes • de difusión de los portadores minoritarios. • El área transversal del colector es más grande que el área del emisor. • Cada región neutral se asume uniformemente dopada. Las uniones • emisor-base y colector-base son abruptas. • . Se considera la condición de bajo nivel del inyección ( en polarización • en directa).

15. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Corriente de emisor: huecos Lp, Dp Colector P Emisor P+ N WB Electrones LnC, DnC Electrones LnE, DnE noC p0 noE x=0 x´=0 x´´=0

16. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Corriente de emisor: huecos Lp, Dp P Emisor P+ N WB Ecuación de continuidad en la base: p´= p-p0 Con  = 0 

17. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Corriente de emisor (en la región de la base): Entonces: Siendo: La solución de la ecuación tiene la forma: Condiciones de Frontera:

18. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La solución de la ecuación daría: Con 0  x  WB La corriente de difusión:

19. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La ecuación de continuidad en la región del emisor sería: Siendo: Condiciones de Frontera: La solución de la ecuación tiene la forma:

20. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La corriente IEn sería: La corriente de emisor sería:

21. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: Una componente de la corriente de colector sería: Como ya tenemos un modelo para P en la base:

22. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La ecuación de continuidad en la región del colector sería: Siendo: Condiciones de Frontera: La solución de la ecuación tiene la forma:

23. Modelo del transistor bipolar Ecuaciones de corriente del transistor bipolar: La corriente ICn sería: La corriente de colector: La corriente de base: IB = IE - IC