transistores (percy maximiliano paucar)

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TRANSISTORES PERCY MAXIMILIANO PAUCAR

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Page 1: Transistores (PERCY MAXIMILIANO PAUCAR)

TRANSISTORES

PERCY MAXIMILIANO PAUCAR

Page 2: Transistores (PERCY MAXIMILIANO PAUCAR)

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, etc.

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TRANSITOR DE CONTACTO PUNTUAL

Llamado también transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John Bardeen y Walter 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.

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TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR

El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica básicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro 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 de las 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).

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TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO

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.

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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).

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JFET

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Ventajas del FET:

Los FET presentan una respuesta en frecuencia pobre debido a la alta capacidad de entrada.

Los FET presentan una linealidad muy pobre, y en general son menos lineales que los BJT.

Los FET se pueden dañar debido a la electricidad estática.

Desventajas del FET:

Son dispositivos controlados por tensión con una impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012Ω).

Los FET generan un nivel de ruido menor que los BJT. Los FET son más estables con la temperatura que los BJT. Los FET son más fáciles de fabricar que los BJT pues precisan

menos pasos y permiten integrar más dispositivos en un C1. Los FET se comportan como resistencias controlados por tensión

para valores pequeños de tensión drenaje-fuente. La alta impedancia de entrada de los FET les permite retener carga

el tiempo suficiente para permitir su utilización como elementos de almacenamiento.

Los FET de potencia pueden disipar una potencia mayor y conmutar corrientes grandes.

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Estructura de los JFET

Barra semiconductora con contactos óhmicos en los extremos

Puerta o elemento de control muy impurificado con portadores distintos a los de la barra

Elementos: Fuente o surtidor (S), Drenador (D), Puerta (G), y Canal (región situada entre las dos difusiones de puerta

La tensión puerta surtidor (VGS) polariza inversamente las uniones

La corriente entre Drenado (D) y Fuente (S) se controla mediante el campo creado por la polarización inversa aplicada a la puerta (G)

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JFET> CURVAS CARACTERISTICAS

Símbolos de los JFET

Para canal P el esquema es idéntico con polaridades invertidas

Esquema básico de polarización

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a) Esquema de la estructura de un JFET de canal tipo n. b) Esquema de un transistor JFET de canal n fabricado según la tecnología planar. c) Símbolo de circuitos de un JFET de canal n

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Esquema de la sección transversal de un JFET operando en la región lineal. En la parte superior se muestra la variación del voltaje V(x) a lo largo del canal para un JFET de canal n.

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MOSFET

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Transistor de unión metal - semiconductor (MESFET)

El MESFET fué propuesto por Mead en 1966, y aunque su funcionamiento es conceptualmente similar al JFET discutido más arriba, desde un punto de vista práctico puede operar a frecuencias bastante más altas, en la región de las microondas. A diferencia del JFET, el electrodo de puerta está formado por unión metal - semiconductor (de ahí el nombre de MESFET) de tipo Schottky en lugar de unión p-n

Esquema de la estructura de un transistor tipo MESFET. El contacto de puerta está formado por una unión metal- semiconductor, tipo Schottky

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EL MOSFET COMO CARGA ACTIVA.

MOSFET de enriquecimiento como carga activa. Si se conecta el drenaje y la puerta de un MOSFET de enriquecimiento (figura 5.04) el

funcionamiento queda fijado en la zona de estrangulación del canal pero el dispositivo se comporta como una resistencia no lineal que puede ser utilizada como carga para polarizar otro MOSFET de enriquecimiento.

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Los transistores MOSFET o Metal-Oxido-Semiconductor (MOS) son dispositivos de efecto de campo que utilizan un campo eléctrico para crear una canal de conducción. Son dispositivos más importantes que los JFET ya que la mayor parte de los circuitos integrados digitales se construyen con la tecnología MOS. Existen dos tipos de transistores MOS: MOSFET de canal N o NMOS y MOSFET de canal P o PMOS. A su vez, estos transistores pueden ser de acumulación (enhancement) o deplexion (deplexion); en la actualidad los segundos están prácticamente en desuso y aquí únicamente serán descritos los MOS de acumulación también conocidos como de enriquecimiento.

En la figura 1.15 se describe la estructura física de un MOSFET de canal N con sus cuatro terminales: puerta, drenador fuente y substrato; normalmente el sustrato se encuentra conectado a la fuente. La puerta, cuya dimensión es W·L, está separado del substrato por un dieléctrico (Si02) formando una estructura similar a las placas de un condensador. Al aplicar una tensión positiva en la puerta se induce cargas negativas (capa de inversión) en la superficie del substrato y se crea un camino de conducción entre los terminales drenador y fuente.La tensión mínima para crear ese capa de inversión se denomina tensión umbral o tensión de threshold (VT) y es un parámetro característico del transistor. Si la VGS<VT, la corriente de drenador-fuente es nula; valores típicos de esta tensión son de de 0.5 V a 3 V.