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1 UD7.- EL TRANSISTOR Centro CFP/ES EL TRANSISTOR Introducción

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UD7.- EL TRANSISTOR

Centro CFP/ES

EL TRANSISTORIntroducción

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EL TRANSISTORIntroducción

EL TRANSISTORIntroducción

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EL TRANSISTORIntroducción

EL TRANSISTORPrincipio de funcionamiento

-

---

- -

---

-- -

--

-- +

++

+++

+++ +

++

++++

-

---

--

---

-----

--

++

++

+ ++

+ ++

++

+ ++ +

P N N P

Concentración de huecos

+ -

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EL TRANSISTORPrincipio de funcionamiento

NP N N P

Si la zona central es muy ancha el comportamiento es el dos diodos en serie: el funcionamiento de la primera unión no afecta al de la segunda

EL TRANSISTORPrincipio de funcionamiento

N PP

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EL TRANSISTORPrincipio de funcionamiento

N PP

EL TRANSISTORPrincipio de funcionamiento

N PP

El terminal central (base) maneja una fracción de la corriente que circula entre los otros dos terminales (emisor y colector): EFECTO TRANSISTOR

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EL TRANSISTORPrincipio de funcionamiento

N PP

El terminal de base actúa como terminal de control manejando una fracción de la corriente mucho menor a la de emisor y el colector.

El emisor tiene una concentración de impurezas muy superior a la del colector: emisor y colector no son intercambiables

EmisorBase

ColectorTransistor PNP

EL TRANSISTORFuncionamiento NPN

P NN

Se comporta de forma equivalente al transistor PNP, salvo que la corriente se debe mayoritariamente al movimiento de electrones.

En un transistor NPN en conducción, la corriente por emisor, colector y base circula en sentido opuesto a la de un PNP.

Transistor NPN

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EL TRANSISTORFuncionamiento NPN

P NN

La mayor movilidad que presentan los electrones hace que las características del transistor NPN sean mejores que las de un PNP de

forma y tamaño equivalente. Los NPN se emplean en mayor número de aplicaciones.

EmisorBase

ColectorTransistor NPN

Transistor NPN

EL TRANSISTORGanancia en corriente

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EL TRANSISTORCircuitos entrada salida

EL TRANSISTORFuncionamiento NPN

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EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

+

-

+

-

VCE

IC

VBE

IB

IE

+

-

VCB

IB = f(VBE, VCE) Característica de entrada

IC = f(VCE, IB) Característica de salida

Transistor NPN

EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

+

-

+

-

VCE

IC

VBE

IB

IC = f(IB, VCE) Característica de salida

Transistor NPN

VCE

IC

La corriente que circula por el colector se controla mediante la corriente de base IB.

IB

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EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

Equivalente hidráulico del transistor

h1 - h2

Caudal Apertura

h1

h2

EL TRANSISTORZona de trabajo

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EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

Zona de saturación

Zona de corte

Zona activa: IC=·IB

Transistor NPN: linealización de la característica de salida

VCE (V)

IC (mA)

El parámetro fundamental que describe la característica de salida del transistor es la ganancia de corriente .

IB (μA)

1 2

100

200

300

400

10

20

30

40

0

+

-

+

-

VCE

VBE

IB

IC

EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

Transistor NPN: linealización de la característica de entrada

+

-

+

-

VCE

VBE

IB

IC

VBE

IB

VCE

La característica de entrada corresponde a la de un diodo y se emplean las aproximaciones lineales vistas en el tema anterior.

Ideal

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EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

Transistor NPN: zonas de funcionamiento del transistor ideal

+

-

+

-

VCE

VBE

IB

IC

VCE

ICIB

+

-

+

-

VCE

VBE

IB

IC

·IB

Zona activa

+

-

+

-VCE=0VBE

IB

IC

IC<·IB

Zona de saturación

+

-

+

-

VCE

VBE

IB

IC=0

Zona de corte

EL TRANSISTORTrabajando en conmutación

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EL TRANSISTORFuncionamiento en conmutación

12 V

12 V36 W

3 A

I

12 V

12 V36 W

3 AI

= 100

40 mA

Sustituimos el interruptor principal por un transistor.

La corriente de base debe ser suficiente para asegurar la zona de saturación.

Ventajas:No desgaste, sin chispas, rapidez, permite

control desde sistema lógico.

Electrónica de Potencia y Electrónica digital

IB = 40 mA4 A

IC

VCE

3 A

PF (OFF)12 V

PF (ON) ON

OFF

EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

+

-

+

- VEC

IC

VEB

IB

IB = f(VBE, VEC) Característica de entrada

Transistor PNP

VEB

IB

VEC

Las tensiones y corrientes van en sentido contrario a las de un transistor NPN.

Entre emisor y base se comporta como un diodo. La corriente por la base es saliente.

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EL TRANSISTORCaracterísticas eléctricas

IC = f(IB, VCE) Característica de salida

Transistor PNP

VEC

IC

La corriente que circula por el colector es saliente y se controla mediante la corriente de base IB.

IB

+

-

+

- VEC

VEB

IB

IC

EL TRANSISTORFuncionamiento en conmutación

12 V

12 V36 W

3 A

I

12 V

12 V36 W

3 AI

= 10040 mA

IB = 40 mA4 A

IC

VEC

3 A

PF (OFF)

Al igual que antes, sustituimos el interruptor principal por un transistor.

La corriente de base (ahora circula al reves) debe ser suficiente para asegurar la

zona de saturación.

12 V

PF (ON) ON

OFF

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EL TRANSISTORCaracterísticas

Característicade Entrada

Característicade Salida

Características reales (NPN)

EL TRANSISTORCaracterísticas

IC-MAX Corriente máxima de colector

VCE-MAX Tensión máxima CE

PMAX Potencia máxima

VCE-SAT Tensión C.E. de saturación

HFE Ganancia

ICMAX

PMAX

VCE-MAX

SOAR

Área de operación segura(Safety Operation Area)

IC

VCE

C

E

B

Características reales: datos proporcionados por los fabricantes

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EL TRANSISTORCurvas características

EL TRANSISTORCurvas características

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EL TRANSISTORCurvas características

EL TRANSISTORCurvas características

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EL TRANSISTORCurvas características

EL TRANSISTORCurvas características

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EL TRANSISTORCurvas. Recta de carga

EL TRANSISTORCaracterísticas

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EL TRANSISTORTabla comparativa según montaje

EL TRANSISTORTiempo de respuesta

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EL TRANSISTORMontaje Darlington

EL TRANSISTORMontaje Darlington

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EL TRANSISTORMontaje Darlington

EL TRANSISTORSimbología

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EL TRANSISTORSimbología Transistores MOSFET

EL TRANSISTOREncapsulados

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EL TRANSISTOREncapsulados

EL TRANSISTORDatos del fabricante

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EL TRANSISTORDatos del fabricante

EL TRANSISTORIdentificación de transistores

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EL TRANSISTORIdentificación de transistores

EL TRANSISTORIdentificación de transistores

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EL TRANSISTORIdentificación de transistores

EL TRANSISTORDisipadores de calor

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EL TRANSISTORDisipadores de calor

EL TRANSISTORDisipadores de calor

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EL TRANSISTORDisipadores de calor

EL TRANSISTORDisipadores de calor

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EL TRANSISTORDisipadores de calor

EL TRANSISTORDisipadores de calor

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EL TRANSISTORDisipadores de calor

EL TRANSISTORDisipadores de calor

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EL TRANSISTORDisipadores de calor

EL TRANSISTORDisipadores de calor

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EL TRANSISTORDisipadores de calor

EL TRANSISTORReles

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EL TRANSISTORReles

EL FOTOTRANSISTORCaracterísticas

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EL FOTOTRANSISTORCaracterísticas

EL FOTOTRANSISTORCaracterísticas

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EL FOTOTRANSISTOROPTOACOPLADOR

EL TRANSISTORConclusiones

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EL TRANSISTOR