Transistor Bipolar
por Cristhian Mendoza
1. DESCRIPCIÓN El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales -emisor, colector y base-, que, atendiendo a su fabricación, puede ser de dos tipos: NPN y PNP. La forma de distinguir un transistor de tipo NPN de un PNP es observando la flecha del terminal de emisor.
2. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales gracias al cual es posible controlar un gran potencia a partir de una pequeña. Con pequeñas variaciones de corriente a través del terminal de base, se consiguen grandes variaciones a través de los terminales de colector y emisor. Si se coloca una resistencia se puede convertir esta variación de corriente en variaciones de tensión según sea necesario.
3. REGIONES DE FUNCIONAMIENTO Corte.- no circula corriente por sus terminales. Concretamente, decimos que el transistor se encuentra en corte cuando se cumple la condición: IE = 0 ó IE < 0. Para polarizar el transistor en corte basta con no polarizar en directa la unión base-emisor del mismo, es decir, basta con que VBE=0. Activa.- La región activa es la normal de funcionamiento del transistor. Existen corrientes en todos sus terminales y se cumple que la unión base-emisor se encuentra polarizada en directa y la colector base en inversa. Saturación.- En la región de saturación se verifica que tanto la unión base-emisor como la base-colector se encuentran en directa. Se dejan de cumplir las relaciones de activa, y se verifica sólo lo siguiente: VBE= VBE SAT , VCE= VCE SAT donde las tensiones baseemisor y colector-emisor de saturación suelen tener valores determinados (0,8 y 0,2 voltios habitualmente). OTROS ASPECTOS DE FUNCION
4. OTROS ASPECTOS DE FUNCIONAMIENTO DEL BJT Efecto Early Una vez polarizado el transistor en su zona de funcionamiento se pueden producir variaciones no deseadas de las corrientes en el mismo debidas a variaciones en la tensión colector-base. Estas variaciones de corriente son consecuencia de la modulación de la anchura de la base, también conocida como Efecto Early. Efecto Avalancha Si se aplica tensión inversa elevada a las uniones PN del transistor puede ocurrir que alguna entre en avalancha. La unión base-emisor es especialmente sensible a la aplicación de tensiones elevadas debido a su alto dopaje. Perforación de la base En el apartado anterior se ha hablado de la disminución de la anchura de la base debido a la tensión inversa aplicada a la unión colector-base. Puede ocurrir que las tensiones aplicadas sean tan grandes que desaparezca completamente la anchura de la base del transistor.
5. Estructura física El transistor bipolar es un dispositivo formado por tres regiones semiconductoras, entre las cuales se forman unas uniones (uniones PN).
5.1. El emisor ha de ser una región muy dopada (de ahí la indicación p+). Cuanto más dopaje tenga el emisor, mayor cantidad de portadores podrá aportar a la corriente.
5.2. La base ha de ser muy estrecha y poco dopada, para que tenga lugar poca recombinación en la misma, y prácticamente toda la corriente que proviene de emisor pase a colector, como veremos más adelante. Además, si la base no es estrecha, el dispositivo puede no comportarse como un transistor, y trabajar como si de dos diodos en oposición se tratase.
5.2.1. El colector ha de ser una zona menos dopada que el emisor. Las características de esta región tienen que ver con la recombinación de los portadores que provienen del emisor.