Transistor BJT

Un transistor es un dispositivo electrónico que tiene la característica de permitir el paso de la corriente en un único sentido y de una forma controlada. Posee tres terminales con los siguientes nombre (Colector/Base/Emisor).

Base (B): Siguiendo la línea del ejemplo podemos decir que es el pin donde se inyecta la señal que lo “enciende o apaga”, a esta corriente se la denomina corriente de base.

Colector (C): Mediante este pin es donde se alimenta el transistor, se lo conecta a una fuente para suministrarle la energía externa.

Emisor (E): Es el pin por donde se obtiene el resultado de inyectar la corriente de base y alimentarlo por el colector.

S I M B O L O G Í A  D E  U N  T R AN S I S T O R  B J T

Símbolo y tipos de transistor BJT

Internamente, el BJT se compone de tres capas de silicio, según la siguiente configuración:

La flecha que indica el tipo de transistor, apunta al sentido de la corriente en polarización directa del diodo BE. En principio, parece una estructura simétrica, en la que es imposible distinguir el emisor del colector. Sin embargo la función que cumple cada uno es completamente distinta, y en consecuencia, se fabrican con diferentes características. Esto lo convierte en un componente no simétrico.

Un transistor tiene dos formas principales de operación: como un interruptor o como una resistencia variable.

C A R A C T E R I S T I C A S  D E  L O S  T R A N S I S T O R E S  B J T  

Dicen características del BJT las curvas tensión corriente de los distintos terminales del BJT.

Se dice característica de entrada la curva  que expresa la tendencia de la corriente de base I_B en función de la tensión de base V_BE,tales como la siguiente, que se refiere al transistor NPN BCW82.

Vemos cómo la característica de entrada corresponde a la de un diodo, de hecho, entre la base y el emisor, el transistor se comporta como un diodo; vemos, de hecho, que la corriente de base es cero, cuando la V_BE es menor que la tensión de umbral, que en nuestro caso coincide aproximadamente con 0,6 V, sobrepasada la tensión de umbral  la corriente de base  aumenta rápidamente.

Se dice  características de salida las que expresan la corriente de colector I_C como una función de la tensión V_CE, mientras que manteniendo constante la I_B; tales como las siguientes, que se refieren siempre a BCW82

Observamos que hay diferentes características de salida, cada obtenida para un valor predeterminado de la corriente de la base  I_B;de hecho, la primera característica, a partir de la parte inferior se ha obtenida para una I_B = 5 m A; es decir, el mantenimiento de un I_Bconstante con el aumento de V_CE, al principio la I_C es cero; luego aumenta linealmente y rápidamente a la rodilla; allá de la rodilla,la I_C permanece prácticamente constante, incluso si se aumenta la V_CE.

Las características son importantes para la determinación del punto de trabajo; Se dice punto de trabajo un punto de que se sabe la tensión y la corriente en reposo, es decir, en ausencia de señal; ejemplo, si tomo el punto P, como en el siguiente diagrama:

Podemos observar que se encuentra en la característica para I_B = 15 m A; la corriente de base será I_B = 15 m A ; la tensión V_CE es de 1,0 V; la corriente de colector será aproximadamente I_C = 4,6 mA

C O N F I G U R A C I O N E S  B Á S I C A S  D E  L O S  T R A N S I S T O R E S  B JT

Montaje en Base Común

En esta figura se muestra un amplificador base común práctico. La señal se inyecta al emisor a través de Ci y se extrae amplificada por el colector vía Co. La base, conectada dinámicamente a tierra a través de Cb, actúa como elemento común a los circuitos de entrada y de salida. Las señales de entrada y de salida siempre están en fase.

Los condensadores Ci y Co actúan como condensadores de paso o de acoplamiento. Su objetivo es eliminar el nivel de corriente continua presente a la entrada o a la salida y transferir sólo las señales de audio propiamente dichas. El condensador Cb actúa como condensador de deriva (bypass). Su objetivo es mantener estable el voltaje de polarización de la base, enviando a tierra cualquier variación. Las resistencias RB1, RB2, RC y RE polarizan correctamente las uniones del transistor y fijan el punto de trabajo del amplificador.

Montaje en Emisor Común

En esta figura se muestra un amplificador emisor común práctico. La señal se inyecta a  la base a  través de Ci y se recibe amplificada del colector vía Co. El emisor, conectado dinámicamente a tierra a través de ce, actúa como elemento común a los circuitos de entrada y de salida. Observe que en este modo de conexión, las señales de entrada y de salida siempre están en oposición de fase.

Nuevamente, Ci y Co actúan como condensadores de acoplamiento y ce como condensador de deriva. Las resistencias RB1, RB2, RC y RE polarizan adecuadamente el transistor y fijan su punto de trabajo. Note que este circuito, como el anterior, utiliza la estrategia de polarización universal o por divisor de voltaje.

Montaje en Colector Común

En esta figura se muestra un amplificador colector común práctico. La señal se introduce por la base a través de Ci y se extrae por el emisor vía Co. El colector, conectado dinámicamente a tierra a través de Ce, actúa como elemento común a los circuitos de entrada y de salida. Las señales de entrada y de salida siempre están en fase. El montaje se denomina también seguidor de emisor.

El amplificador colector común se caracteriza por tener una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida. La ganancia de voltaje es siempre menor que 1 y la de potencia es normalmente inferior a la que se obtiene con las configuraciones base común o emisor común. Este montaje se utiliza principalmente como adaptador de impedancias.

Montaje como Amplificador Diferencial

Una variación importante de los tres tipos fundamentales de amplificadores discutidos anteriormente es el amplificador diferencial. En este caso, el voltaje de salida es proporcional a la diferencia, con respecto a tierra, entre los voltajes aplicados a los terminales de entrada. En esta figura, se muestra un amplificador diferencial clásico con entradas y salidas balanceadas.

A P L I C A C I O N E S  P A R A  L O S  T R A N S I S T O R E S  B J T

COMO INTERRUPTOR

Como mencionamos antes, podemos utilizar el transistor bipolar como una llave electrónica, para permitir o no el flujo de corriente de un terminal a otro. Es muy útil para casos donde se trabaja con niveles de corriente pequeños y necesito alimentar dispositivos que consumen grandes cantidades de corriente.

TRANSISTOR BIPOLAR BJT COMO AMPLIFICADOR

Como dijimos antes, el transistor tiene la característica de permitirnos controlar el nivel de corriente a la salida mediante una pequeña corriente de entrada.
Corriente de salida (IC) = Factor de amplificación (HFE) *Corriente de entrada (IB)