Estrategias para resolver problemas de Transistores


jrodriguez@cervera.uned.es
Podemos clasificar los transistores en 2 grandes grupos: BJT y FET.

- BJT (de unión dipolar)
Están formados por dos uniones pn y constan de 3 terminales (colector, base y emisor), que se corresponden con las tres zonas de material semiconductor. Por el emisor entra un flujo de portadores que a través de la base llega al colector (los sentidos de la corriente están indicados en la figura).
pnp npn
Los transistores bipolares se suelen usar en configuraciones de emisor común, para poder controlar la corriente de salida con una pequeña corriente de base.
npn emisor común
zonas de funcionamiento: ACTIVA ( tramo horizontal: iC= β iB) , CORTE (iC=iB=0) , SATURACIÓN ( tramo vertical: UCE < 500 mV).

- FET (de efecto de campo)
Los terminales en este caso son: fuente (F o S), drenaje (D) y puerta (G o P). Cabe distinguir en este grupo dos tipos diferenciados: los JFET (de unión) y los MOSFET (del tipo metal - óxido - semiconductor).
FET
Los transistores MOSFET en configuración de emisor común presentan una impedancia de entrada muy elevada.
PMOS en emisor común
zonas de funcionamiento: CORTE (UPF<UT(umbral) y iD=0), INTENSIDAD CONSTANTE (iD=g(UPF-UT), RESISTENCIA (relación lineal entre tensión y corriente de salida).

Modelo de gran señal
El análisis de un circuito con transistores se puede realizar con el modelo de gran señal, válido para  transistores bipolares y MOSFET conectados en emisor común.
- CORTE: circuito abierto a la salida y a la entrada
- ACTIVA: fuente de corriente de valor βiB a la salida y fuente de tensión continua de 0.7 V a la entrada
- SATURACIÓN: cortocicuito a la salida y fuente de tensión continua a la entrada
- INTENSIDAD CONSTANTE: fuente de intensidad de valor g(UPF-UT) a la salida y circuito abierto a la entrada
- RESISTENCIA: resistencia Req a la salida, de valor inversamente proporcional a la tensión de control y circuito abierto a la entrada
modelo gran señal



Ejemplo TRAN1
Un transistor BJT de tipo npn y β= 100 se conecta de la siguiente manera: la base se conecta al terminal positivo de una pila de 5 V  a través de una resistencia de 100 kohmios; el colector se conecta al terminal positivo de otra pila de 10 V a través de una resistencia de 100 ohmios el emisor se conecta a los terminales negativos de ambas pilas. En estas condiciones calcule la corriente de colector.
solucion_1 TRAN1
solución_2 TRAN1
Ejemplo TRAN2
Un transistor BJT del tipo NPN con β =100, se conecta a una pila de 30 V de la siguiente manera: el colector se conecta al terminal positivo de la pila a través de una resistencia de 330 ohmios . La base tambiénn se conecta al mismo terminal positivo de la pila a través de una resistencia de 560 kohmios. El emisor de conecta directamente al terminal negativo de la pila. Calcule la tensión entre colector y emisor.
solución_1 TRAN2
solución_2 TRAN2
Ejemplo TRAN3
Un transistor NPN funciona en zona activa cuando su base se conecta al terminal positivo de una fuente de tensión de 5 V a través de una resistencia de 10 kohmios, su colector se conecta al terminal positivo de una fuente de 20 V a través de una resistencia de 100 ohmios y el emisor se conecta a los terminales negativos de ambas fuentes. Si β =100, calcule la corriente que circula por el colector.
solución_1 TRAN3
solución_2 TRAN3
Ejemplo TRAN4
Si β =100 y UCC=20 V ¿cuál es la zona de trabajo del circuito de la figura?
dibujo TRAN4
solución TRAN4
Ejemplo TRAN5
Dado el circuito de la figura determine en que zona de trabajo se encuentra el transistor (β =100).
dibujo TRAN5
solución TRAN5
Ejemplo TRAN6
Un transistor BJT del tipo NPN se encuentra en un circuito electrónico y presenta las siguientes tensiones entre sus terminales: UEB=-0.7 V  y UCB=-0.7 V. En estas condiciones, ¿en qué zona está trabajando el transistor?.
solución TRAN6

Ejemplo TRAN7
El transistor de la figura, de parámetro β =100, alimenta una carga de 1kohmio a partir de una batería de 15V. Calcular la potencia disipada por el transistror en los dos casos siguientes: a) UE=0 V b)UE=30 V.
dibujo TRAN7
solucion_1 TRAN7
solución TR7

última modificación 7/12/2003
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