transistores

TRANSISTOR: TRANSISTOR: Es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.

NOMBRE DE LAS COMPAÑÍAS QUE VENDAN DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS:

Transistor NMOS de Transistor NMOS de enriquecimientoenriquecimiento

En la Figura se pone de manifiesto cómo la intensidad ID aumenta bruscamente cuando se supera la tensión umbral VTH (Threshold Voltaje) y se crea el canal. Es un componente idóneo para conmutación, puesto que pasa de un estado de corte a uno de conducción a partir de un valor de la señal de control. En los dispositivos con el terminal de puerta de aluminio y el aislante de óxido de silicio, la tensión umbral está en torno a los cinco voltios.

TRANSISTOR DE CONTACTO PUNTUAL TRANSISTOR DE CONTACTO PUNTUAL Llamado también transistor de punta de

contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se "ve“ en el colector, de ahí el nombre de "transfer resistor". Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.

TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se

fabrica básicamente sobre un mono cristal de Germanio, Silicio o Arsénico de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos delas cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP. La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o "huecos" (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) o Fósforo(P).La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la característica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y designo contrario a la base, tienen diferente contaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho más contaminado que el colector).El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichas contaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación (difusión gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuántico de la unión.

TRANSISTOR DE UNIÓN UNIPOLAR O TRANSISTOR DE UNIÓN UNIPOLAR O DE EFECTO DE CAMPO DE EFECTO DE CAMPO

El transistor de unión unipolar, también llamado de efecto de campo de unión(JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor de efecto decampo tipo N de la forma más básica. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre sí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador. Aplicando tensión positiva entre el drenador y el surtidor y conectando a puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarización cero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensión de estrangulamiento, cesa la conducción en el canal. El transistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en inglés, que controla la corriente en función de una tensión; tienen alta impedancia de entrada. Transistor de efecto de campo de unión, JFET, construido mediante una unión PN. Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se aísla del canal mediante un dieléctrico. Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET, donde MOS significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metálica y está separada del canal semiconductor por una capa de óxido.

FOTOTRANSISTOR FOTOTRANSISTOR

Los fototransistores son sensibles a la radiación electromagnética en frecuencias cercanas a la de la luz visible; debido a esto su flujo de corriente puede ser regulado por medio de la luz incidente. Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal, sólo que puede trabajar de 2 maneras diferentes: Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo común).Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (modo de iluminación).

Canal N Canal P

G

D

S

G

D

S

G - Puerta (GATE)

D - Drenador (DRAIN)

S - Surtidor o fuente (SOURCE)

Estructura interna de un JFET

Canal N Canal P

D

G

S

P

N

P

D

G

S

P

N N

G

D

S

G

D

S

Funcionamiento de un JFET de canal N

D

G

S

U S G

U D S ( b a j a )

I D

U D S

I D

U S G

E l c a n a ls e e s t r e c h a

Entre D y S se tiene una resistencia que varía en función de USG

Característ icas eléctr icas de un JFET

U D S ( V )

I D ( m A )

U G S 1 = - 2 V

U G S = 0 V

U G S 2 = - 4 V

2 4 6 8

1 0

2 0

3 0

Z o n a d e f u e n t e d e c o r r i e n t eZ o n a r e s i s t i v a

Característica real

U D S

I D

U G S 1

U G S

U G S 2

V P

Característica linealizada

Los símbolos de este tipo de dispositivos son:

Símbolos de los transistores JFET

Resumen de las característ icas de un JFET de unión:

La corriente de drenador se controla mediante tensión (a diferencia de los transistores bipolares donde se controla la corriente de colector mediante la corriente de base)

La unión puerta-fuente se polariza en zona inversa y existe un valor límite de UGS a partir del cual el canal se cierra y deja de pasar corriente de drenador

Entre drenador y fuente el JFET se comporta como una resistencia o una fuente de corriente dependiendo de la tensión UDS.

Aplicaciones típicas: amplificadores de audio y de radiofrecuencia

Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal N

P

N N

D

GS

S U S T R A T O

M e t a l

O x i d o ( a i s l a n t e )

S e m i c o n d u c t o r

Normalmente el terminal de SUSTRATO se encuentra conectado con el surtidor S


• Los terminales principales del MOS son drenador y surtidor

• Al aplicar tensión UDS la unión drenador-sustrato impide la circulación de corriente de drenador P

N N

D

G

S

S U S T R A T O

U D S

I = 0D

Transistores MOSFET (FET Metal-oxido-semiconductor)


• Formado el canal entre drenador y surtidor puede circular la corriente de drenador ID

• Incrementar la tensión UDS tiene un doble efecto:

∗ Ohmico: mayor tensión = mayor corriente ID

∗ El canal se estrecha por uno de los lados = ID se reduce

P

N N

U G S

U D S

I D

C a m p o e l é c t r i c o d e b i d o a U G S

C a m p o e l é c t r i c o d e b i d o a U D S

• A partir de un cierto valor de UDS ambos efectos se compensan y la corriente se estabiliza haciendose prácticamente independiente de UDS


U D S ( V )

I D ( m A ) U G S

2 4 6 8

1 0

2 0

3 0

4 0

4

6

8

1 0

P o r d e b a j o d e e s t a t e n s i ó n n o s e f o r m a e l c a n a l


Curvas características

• A partir de un cierto valor de UGS se forma el canal entre drenador y fuente. Por debajo de este límite el transistor está en corte.

• Dependiendo de la tensión UDS se puede tener un equivalente resistivo o de fuente de corriente entre D y S

G

D

SU G S

I D

U D S


Estructura y funcionamiento de un MOS de acumulación de canal P

Curvas características

G

D

SU G S

I D

U D S

U D S ( V )

I D ( m A )U G S

- 2 - 4 - 6 - 8

- 1 0

- 2 0

- 3 0

- 4 0

- 4

- 6

- 8

- 1 0

• Canal P: comportamiento equivalente al del MOSFET de canal N pero con los sentidos de tensiones y corrientes invertidos


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