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TRANSISTORBIPOLAR
DE JUNTURA
BJT
B
C E
Funcionamientoasimilable al de una fuente de corriente
controlada por corriente
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TRANSISTORBIPOLAR
DE JUNTURAB J T
NPN
PNP
Dispositivos de 3 terminales con dos
uniones p-n enfrentadas entre sí
huecoselectrones
Dos tipos de
portadores
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0=++
=+
EBC
CEBECB
iiivvv
B
C
EvBE
vCE
vCBiC
iE
iB+
++
__
_
C
B
E
C
E
BPNP
NPN
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αN
Flujo electrones
Flujo huecos
iC = - αt γ iE + ICO
C
E
B
VCB
VBE
n
n
p
iB
iC
iE
recombinación
ICO
El flujo más importante estáconstituido por electronesque van del emisor (emite)
al colector (recoge)
= - αN iE +ICO
NPN
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−
αα−−
−
αα−α
=ηη 1
11
1TV
BCv
T
BE
eIeIiIN
COVv
IN
EONC
−
αα−α
+
−
αα−−= ηη 1
11
1T
BC
T
BEV
v
IN
COIVv
IN
EOE eIeIi
Modelo de Ebers - Moll
NPN+
_ +
_
vCE
iC
iE
NPNvCB
vBE
+ iB
_
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−
αα−−
−
αα−α
=ηη 1
11
1TV
BCv
T
BE
eIeIiIN
COVv
IN
EONC
−
αα−α
+
−
αα−−= ηη 1
11
1T
BC
T
BEV
v
IN
COIVv
IN
EOE eIeIi
Modelo de Ebers - Moll NPN
+
_ +
_
vCE
iC
iE
NPNvCB
vBE
+ iB
_
−−α−=
η1TV
BEv
eIii EOCIE
−−α−=
η1TV
BCv
eIii COENC
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+
_+
_
vCE
iC
iE
NPNv
CB
vBE
+ iB
_
Zonas de operación
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conducción
Juntura BE polarización directa vBE = Vγ
Juntura BC polarizada inversamente
Funcionamiento normalZona activa
vCB ≥ 0
Juntura CB polarizada directamente
SaturaciónvCB< 0
+
_ +
_
C
vCE
iC
iE
vCB
vBE
+ iB
_
NPN
Juntura BE polarización inversavBE ≤ 0
corte (iE=0)
B
E
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α+−=
EO
CIETBE I
iiVv 1ln
α+−=
CO
ENCTBC I
iiVv 1ln
−−−= 1TV
BCv
eIii COENCη
α
−−−= 1TV
BEv
eIii EOCIEη
α
+
_ +
_
vCE
iC
iE
NPNv
CB
vBE
+ iB
_
Ebers -Moll
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( )NTBE Vv α−= 1ln
corte
iE ≡ 0
iC =ICO
α−=
EO
COITBE I
IVv 1lnEONCOI II α=α
VBE(corteSi) ≈ 0V
VBE(corteGe) ≈-0,1V
+
_+
_
vCE
iC
iE
vCB
vBE
+ iB
_
NPN Junturas BE y BC en inversa vBE< 0vCB > 0
COENC Iii +α−≈
?BEv
Si iB=0 (base abierta)⇒ iE = - iC ≠0 vBE ≠0No cumple
condición corte
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activa directa vBE= Vγ vCB > 0
−
αα−−
−
αα−α
=ηη 1
11
1TV
BCv
T
BE
eIeIiIN
COVv
IN
EONC
IN
COVv
IN
EONC
IeIi T
BE
αα−+
αα−α
≅ η
11
−
αα−α
+
−
αα−−= ηη 1
11
1T
BC
T
BEV
v
IN
COIVv
IN
EOE eIeIi
IN
COIVv
IN
EOE
IeIi T
BE
αα−α
−αα−
−≅ η
11
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Diferenciar Si-G
e
I CBOe I CO
Diferenciar Si-G
e
I CBOe I CO
activa directavBE= Vγ vCB > 0
COBC Iii1+β
β+β≅
N
N
α−α
≡β1
N
CO
N
NBC
Iiiαα
α−
+−
=11
iC = -αN iE + ICO
0=++ CEB iii
Silicio iC≅βiB
βiB
vBE
CB
E
Modelo de gran señal en zona activatomando el emisor como terminal común
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vBE= VBES vCB ≈- Vγ (BC)≈0,2V
vCES ≈ 0,2V C
VCES
VBES
B
E
Si ≈0,7VGe ≈0,3V
saturación Junturas BE y BC en directa vBE > 0 vCB < 0
La corriente de colector queda limitada por elcircuito externo
La IB tiende a provocar una IC mayor que la que permite el circuito externo de polarizaciónNo hay más control sobre la corriente de colector
IC < β IB
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Corte: No fluye corriente por ninguno de los terminales.
Activa Directa: El transistor actúa como amplificador de corriente iC= β iB
Por la unión B-E fluye una corriente de difusión que atraviesa la región de base alcanzando la unión B-C, los portadores son
acelerados por el campo eléctrico e inyectados en el C
Activa InversaJ E-B: inversamente polarizada J C-B: directamente polarizadaPor diferencia de dopados, muy poca corriente de la inyectada por el colector alcanza el emisor.Útil en algunas aplicaciones digitales (puertas TTL).
SaturaciónEl circuito externo no puede proveer la corriente necesaria
para que el transistor funcione en activa fijando la corriente de colector en su valor máximo. VCE permanece constante
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Activa o lineal
saturación
corte
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iB [µA]
vBE [V]
VCE >1V
400
300
200
100
0 0,5 1Vγ
C
E
B
iCiB
+
_
vCE
+
_
vBE
Característica de entrada en emisor común
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C
E
B
iCiB+
_vCE
+
_vBE
activa o lineal
corte
saturación
rupturaiC[ma]
vCE[V]
iB
0
5
10
15
10 20 BVCEO
Característica de salida en emisor común
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Característica de salida en emisor común (Ic vs. vCE )
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Efecto similar al descrito para diodos, si se polariza inversamente una unión p-n de un transistor BJT, al aumentar la diferencia de potencial llega un momento en que la unión
empieza a conducir (efecto avalancha)
BVEB0~-6V/-8V(unión B-E)
BVCB0~ 200V(unión B-C)
Tensiones de Ruptura
BVCE0 ~ 70V/100V
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VAF50 a 150V
vCE
iC
Modulaciónancho de base
Las características iC-vCE se cortan en un punto de corriente nula llamado tensión Early
Pendiente ≈(VAF/ICQ)-1
IB
v CE
iC
ICQ
VCEQ
Q
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Datos fabricanteICMAX (iC@βMIN) PMÄX βTIP (βmin, βmáx)
Tensiones de ruptura: BVCEO BVCBO BVBEO
Dependencia de la Temperatura
IB
v CE
iCT1>T
iC aumenta con T
CºmV-2VBE ≈∆
C10º cada duplica se ICO
( ) ( )
k
RR
TT TT
β≈β
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Limitaciones de potencia
Potencia = iB v BE+iC vCE ≈ iC vCE
ICMAX