PROYECTO “TRANSISTORES BJT, FET MOSFET Y AMPLIFICADOR OPERACIONAL” Carrera Profesional De Ingeniería Eléctrica, Circuitos analógicos integrados I, UNSAAC FIDEL SELLERICO MAMANI [email protected] RESUMEN El transistor es uno de los inventos más importantes del siglo pasado. Es así que la llegada del transistor impulsó lo que ahora se llama la revolución electrónica. Sin la invención del transistor, la mayoría de los dispositivos electrónicos de los que somos tan dependientes no existirían. Los aparatos tecnológicos más indispensables de la era moderna se basan en el transistor; computadores, televisores, teléfonos, tabletas, laptops, enrutadores los cuales tienen miles de millones de ellos. Por lo tanto y teniendo en cuenta la gran importancia del transistor, en este informe mencionara los conceptos básicos y fundamentales de los transistores bipolares BJT, FET, MOSFET Y AMPLIFICADOR OPERACIONAL tales como su funcionamiento, aplicaciones, clases, funcionamiento, diferencias y estructura. siempre tienen 3 patillas y se llaman emisor, base y colector. Es muy importante saber identificar bien las 3 patillas a la hora de conectarlo. En el caso de la figura, la 1 sería el emisor, la 2 el colector y la 3 la base. OBJETIVO GENERAL Aprender a reconocer base emisor y colector en un transistor bjt, fet, mosfet. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Utilizando el multímetro buscar la base emisor y colector de un transistor Codificar, identificar terminales Usar data shet Estado de operación Buscar si un transistores tipo PNP o NPN . Ver cómo trabajar un transistor polarizado con un divisor de tensión Analizar las características de transistores BJT, FET, MOSFET Y AMPLIFICADOR TRANSISTORES Un transistor es un dispositivo que regula el flujo de corriente o de tensión sobre un circuito actuando como un interruptor y/o amplificador. Funcionamiento y Funciones Del Transistor En la imagen vemos a la izquierda un transistor real y a la derecha el símbolo usado en los circuitos electrónicos. Por cada patilla podemos tener una corriente, a las que llamaremos: Ib o IB = la corriente o intensidad por la base Ic o IC = corriente o intensidad por el colector Ie o IE = corriente o intensidad por el emisor EL FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR Si no hay corriente de base Ib, no hay corriente entre el colector y el emisor (Ic-e) TENEMOS DOS FUNCIONES Función 1. Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una PEQUEÑA señal de mando. Es decir, funciona Como Interruptor. Función 2. Funciona como un elemento Amplificador de señales. ZONAS DE TRABAJO DE UN TRANSISTOR Un transistor puede tener 3 estados o zonas de trabajo posibles dentro de un circuito: - En corte: No hay corriente por la base, o es demasiado pequeña y no pasa la corriente entre el colector y el emisor (Ic-e = cero). - En activa: deja pasar más o menos corriente entre el colector y el emisor (Ic-e = corriente variable), dependiendo de la corriente de la base. - En saturación: Entre el colector y el emisor pasa la máxima corriente posible. TRANSISTORES NPN Y PNP Los transistores están formados por la unión de tres cristales semiconductores, dos del tipo P uno del tipo N (transistores PNP), o bien dos del tipo N y uno del P (transistores NPN). DIFERENCIAS ENTRE EL TRANSISTOR PNP Y EL NPN NPN = No Pincha==> la flecha no pincha el transistor. PNP = Pincha ==> la flecha pincha el transistor. POLARIZACIÓN DE UN TRANSISTOR EN EL PNP la corriente de salida (entre el emisor y colector) entra por el emisor y sale por el colector. En el NPN la corriente entra por el colector y sale por el emisor. TIPOS DE TRANSISTORES TRANSISTORES BJT: Los transistores de unión bipolar BJT son dispositivos semiconductores de estado sólido que permiten controlar el paso de corriente o disminuir voltaje a través de sus terminales. APLICACIONES DE TRANSISTORES BJT Los transistores BJT tienen muchas aplicaciones en el campo de la electrónica, pero comúnmente son utilizados como interruptores electrónicos, amplificadores de señales o como conmutadores de baja potencia – La zona de E (emisor), es la más fuertemente dopada, es la zona en cargada de “emitir” o inyectar portadores mayoritarios hacia la base. -La B (base), tiene un nivel de dopado netamente inferior al de la zona de emisor. Se trata de una zona con un espesor muy inferior al de las capas exteriores. Su misión es la de dejar pasar la mayor parte posible de portadores inyectados por el emisor hacia el colector. -La zona de C (colector), es encargada de recoger o “colectar” los portadores inyectados que han sido capaces de atravesar la base por parte del emisor. Es la zona con un nivel de dopado inferior de las tres. TRANSISTOR BJT TIP41C NPN 100V Los transistores NPN se debe conectar al polo positivo el colector y la base, y en los PNP el colector y la base al polo negativo. El transistor BJT TIP41C es un dispositivo electrónico de tipo NPN con encapsulado TO-220-3 de plástico con tres terminales (pines). Diseñado para aplicaciones de conmutación y amplificación de potencia de uso general capaz de disipar hasta 65 W, puede controlar dispositivos que consuman hasta 6 A o que requieran tensiones de hasta 100Vdc con una ganancia hasta de 3 MHz. Comúnmente es utilizado en aplicaciones de potencia y manejar bajas frecuencias. La ruta de corriente entre estos dos terminales (fuente y drenador) se denomina "canal", que puede estar hecho de un material semiconductor tipo P o tipo N. - Si el canal es del tipo semiconductor N se llama JFET de canal N (las otras patillas serán P) - Si el canal es del tipo semiconductor P se llaman JFET de canal P (las otras patillas serán N) TRANSISTORES FET FET significa Transistor de efecto de campo, es decir transistores que conducen por un campo eléctrico, parecido a un condensador. es un transistor (conduce o no conduce la corriente) en el que se utiliza un campo eléctrico (una tensión) para controlar su conducción. Hay dos variedades fundamentales de FET: - El transistor de efecto de campo de juntura o unión (JFET) - El transistor de efecto de campo de compuerta aislada (IGFET), o más comúnmente transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor (MOSFET para abreviar). ¿QUÉ ES UN JFET? El transistor de efecto de campo de unión o JFET es un dispositivo semiconductor unipolar de tres terminales. Tiene 3 patillas unidas a los semiconductores por contactos óhmicos, El drenador (D) y la fuente (F) en los extremos del canal, y otra patilla llamada Puerta o Gate (G) en uno de los otros 2 semiconductores. ESTRUCTURA DEL JFET FUNCIONAMIENTO DEL JFET El transistor JFET sirve para controlar una corriente que va a circular del drenador a la fuente (ID). TRANSISTORES MOSFET: El transistor de efecto de campo de silicio de óxido metálico (transistores de efecto de campo de óxido metálico) se abrevia como MOSFET. Es un transistor unipolar utilizado como interruptor electrónico como el BJT y para amplificar señales eléctricas. El dispositivo tiene tres terminales, que consisten en fuente(Source) , puerta(Gate) y drenaje(Drain). DIFERENCIA ENTRE BJT Y MOSFET Son similares (mosfet y bjt) en funcionamiento pero son diferentes cuanto a estructura interna y su funcionamiento. Los bjt funcionan con señales de corriente, mientras que los mosfet funcionan con señales de voltaje lo cual, hace de los últimos la mejor herramienta para el control digital 5. Circuitos integrados que funcionen con una sola fuente de alimentación. 6. Circuitos integrados que funcionen con fuentes de alimentación bipolares. el MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales con terminales de drenaje (D), fuente (S), puerta (G) y cuerpo (B) / sustrato. el símbolo del MOSFET de canal N se muestra a la izquierda y el símbolo del MOSFET de canal P se muestra a la derecha. TIPOS DE TRANSISTOR MOSFET Símbolo del amplificador operacional de propósito general. Las numeraciones de las terminales corresponden a un circuito integrado miniDIP de 8 terminales. Todos los amplificadores operacionales poseen por lo menos 5 terminales: Modo de saturación (Mode Enhancement) Modo de agotamiento (Mode Depletion) 1. Terminal de fuente de poder positiva, VCC o +V, corresponde a la terminal 7. 2. Terminal de fuente de poder negativa, VEE o -V, corresponde a la terminal 4. AMPLIFICADOR OPERACIONAL: Los amplificadores operacionales son circuitos integrados “CI”, considerados como dispositivos electrónicos de alta ganancia, capaces de realizar una gran cantidad de funciones dentro de un circuito electrónico, dependiendo de cómo se configure y se polarice tendrá una función o aplicación en específico. LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES SE ESPECIALIZAN Cada amplificador operacional cuenta con una hoja de datos conocido como Datasheet. Algunos ejemplos donde se utilizan y se especializan son: 3. Terminal de salida, corresponde a la terminal 6. 4. Terminal de entrada no inversora, +, corresponde a la terminal 3. 5. Terminal de entrada inversora, – , corresponde a la terminal MATERIALES 1. Instrumentación y control automotrices. 2. Circuitos integrados para comunicaciones. 3. Circuitos integrados para radio, audio y video. 4. Circuitos integrados para electrómetros usados en circuitos con impedancia de entrada muy elevada. MULTITESTER TV, LICUADORA CARGADORES USADOS RADIO USADO CATIÓN ELÉCTRICO ALICATE PLACAS TRANSISTORES BJT TRANSISTORES FET Y MOSET AMPLIFICADOR OPERACIONAL TRANSISTORES MOSFET Y FET AMPLIFICADOR OPERACIONAL TRANSISTORES BJT ESTADO DE OPERACIÓN DE LOS TRANSISTORES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Aprendí a identificar base, común y emisor de un transistor al mismo tiempo a ver si era PNP o NPN. Cuando amplificamos corrientes pequeñas, obtenemos una ganancia notable en el emisor Es necesario disponer las hojas de especificaciones de los transistores que utilizamos para reconocer sus características. Las corrientes medidas en base, colector y emisor son muy pequeña La mayoría de transistores analizados eran del tipo NPN. Si los terminales del transistor no están correctamente identificados y conectados no obtendremos el resultado deseado en nuestro circuito Según el DataSheet de nuestro transistor el colector es el terminal “UNO” , la base es el terminal “DOS” y el emisor es el terminal “TRES”. BIBLIOGRAFÍA https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BC/BC5 47.pdf ELECTRÓNICA: TEORÍA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS. – Robert L. Boylestad.-Louis Nashelsky. http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/BC546 -D.PD https://www.areatecnologia.com/electronica/jfet.ht ml
