Transistor de unión bipolar
El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction
Transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado
sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que
permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La
denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar
gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y
electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de
aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de
entrada bastante baja.
Tipos de Transistor de Unión Bipolar
NPN
NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras
'N' y 'P' se refieren a los portadores de carga
mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La
mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN,
debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los
'huecos' en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y
velocidades de operación.
Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P
(la 'base') entre dos capas de material dopado N. Una pequeña
corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es
amplificada en la salida del colector.
La flecha en el símbolo del
transistor NPN esta en laterminal del
emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional
circula cuando el dispositivo esta en funcionamiento activo.
PNP
El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras
'P' y 'N' refiriéndose a las cargas mayoritarias
dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos
transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho
mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias.
Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N
entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son
comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al
terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una
carga eléctrica externa. Una pequeña corriente circulando desde
la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el emisor hacia el
colector.
La flecha en el transistor PNP esta en el terminal del emisor y apunta
en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el
dispositivo esta en funcionamiento activo
Funcionamiento.
En una configuración normal, la unión
emisor-base se polariza en directa y la unión base-colector en inversa.
Debido a la agitación térmica los portadores de carga del
emisor pueden atravesar la barrera de potencial emisor-base y llegar a la base.
A su vez, practicamente todos los portadores que llegaronson impulsados
por el campo eléctrico que existe entre la base y el colector.
Un transistor NPN puede ser considerado como dos diodos con la región del anodo compartida. En una
operación típica, la unión base-emisor esta
polarizada en directa y la unión base-colector esta polarizada en
inversa
La región de la base en un transistor debe ser constructivamente
delgada, para que los portadores puedan difundirse a través de esta en
mucho menos tiempo que la vida útil del portador minoritario del
semiconductor, para minimizar el porcentaje de portadores que se recombinan
antes de alcanzar la unión base-colector. El espesor de la base debe ser
menor al ancho de difusión de los electrones.
Configuración
Transistor fet
TRANSISTOR FET (Introducción).
Los transistores mas conocidos son los llamados
bipolares (NPN y PNP), llamados así porque la conducción tiene
lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos
positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número
de aplicaciones pero tienen ciertos inconvenientes, entre los que se encuentra
su impedancia de entrada bastante baja.
Existen unos dispositivos que eliminan este
inconveniente en particular y que pertenece a la familia de dispositivos en los
que existe un solo tipo de portador de cargas, y por tanto, son unipolares. Se
llama transistor de efecto campo.Tipo de transistores de efecto campo
Podemos clasificar los transistores de efecto campo según el
método de aislamiento entre el canal y la puerta
El MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) usa un aislante
(normalmente SiO2).
El JFET (Junction Field-Effect Transistor) usa una
unión p-n
El MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor) substituye la
unión PN del JFET con una barrera Schottky.
En el HEMT (High Electron Mobility Transistor), también denominado HFET
(heterostructure FET), la banda de material dopada con 'huecos' forma
el aislante entre la puerta y el cuerpo del transistor.
Los MODFET (Modulation-Doped Field Effect Transistor
Los IGBT (Insulated-gate bipolar transistor) es un dispositivo para control de
potencia. Son comunmente usados cuando el rango de voltaje
drenaje-fuente esta entre los 200 a 3000V. Aun
así los Power MOSFET todavía son los dispositivos mas utilizados
en el rango de tensiones drenaje-fuente de 1 a 200V.
Los FREDFET es un FET especializado diseñado
para otorgar una recuperación ultra rapida del transistor.
Los DNAFET es un tipo especializado de FET que
actúa como
biosensor, usando una puerta fabricada de moléculas de ADN de una cadena
para detectar cadenas de ADN iguales
. La característica de los TFT que los distingue, es que hacen uso del silicio amorfo o del silicio policristalino.funcionamiento
El funcionamiento del transistor de efecto de
campo es distinto al del
BJT. En los MOSFET, la puerta no absorbe corriente en absoluto, frente a los
BJT, donde la corriente que atraviesa la base, pese a ser pequeña en
comparación con la que circula por las otras terminales, no siempre
puede ser despreciada. Los MOSFET, ademas, presentan un
comportamiento capacitivo muy acusado que hay que tener en cuenta para el
analisis y diseño de circuitos.
Así como
los transistores bipolares se dividen en NPN y PNP, los de efecto de campo o
FET son también de dos tipos: canal n y canal p, dependiendo de si la
aplicación de una tensión positiva en la puerta pone al
transistor en estado de conducción o no conducción,
respectivamente. Los transistores de efecto de campo MOS son usados extensísimamente
en electrónica digital, y son el componente fundamental de los circuitos
integrados o chips digitales.
configuracion
Modelo de transistor FET canal n
Modelo de transistor FET canal p
Las uniones Puerta-Drenador y la Surtidor-Puerta estan polarizadas en
inversa de tal forma que no existe otra corriente que la inversa de
saturación de la unión PN.
La zona n (en el FET canal n) es pequeña y la amplitud de la zona de
deplexión afecta a la longitud efectiva del canal. La
longitud de la zona de deplexión y depende de la tensión inversa
(tensión de puerta).