zonas activas de los transistores
Modos de operación de un transistor bipolarE
En esta región existe cuatro zonas de operación
definidas por el estado de las uniones del transistor (Tabla 1.1):saturación,
lineal, corte y ruptura; estas zonas se indican claramente en la figura 1.2 que
representa las zonas de operación de un transistor.
A continuación se describe las características del
transistor en estos modos de operación considerando el transistor NPN
únicamente; similar resultado puede ser aplicado a transistores PNP.
Región activa lineal
En la región activa lineal, la unión
emisor-base está directamente polarizada y la unión base-colector inversamente
polarizada; la VBE está comprendida entre 0.4 V y 0.8 V (valor típico de 0.7 V)
y la VBC > 100mV.
En estas condiciones, las ecuaciones de Ebers-Moll
se pueden aproximar a:
Operando con estas ecuaciones, se obtiene una relación entre ambas
intensidades de forma que:
donde:
Sustituyendo la ecuación 1.1 en 1.7, resulta:
siendo:
ßF, es la ganancia en corriente en continua
del transistor que en las hojas de características del fabricante se representa
por hFE. Este parámetro es muy importante en un transistor de unión y define la
relación entre las corrientes de colector y base.
Al ser ICO una corriente muy baja, el segundo
término de la ecuación (1.9) puede ser despreciado frente al primero. Como
resultado, se obtiene una relación muy utilizada para analizar transistores que
operen en esta región
La
ecuación (1.11) indica que en la región activa lineal la relación
entre las corrientes de colector y base es constante. Sin embargo, en la
práctica la hFE de los transistores varía hasta en un 500% debido
principalmente a tres factores:
1) Proceso de fabricación. Los transistores
sufren variaciones en el proceso de fabricación que modifican sus
características. El fabricante asigna un valor típico (typ) a ese transistor
con un rango de valores comprendido entre un máximo (max) y un mínimo (min).
Por ejemplo, el BC547B tiene, para una IC=2mA, una hFE(min)=200, hFE(typ)=290 y
hFE(max)=450.
2) Corriente de colector. La hFE varía también
con la corriente de colector. El fabricante proporciona curvas de
características que permiten obtener la hFE para diferentes IC. En la figura
1.3 se muestra una de estas curvas
que incluye el valor típico de la hFE con un rango
de valores máximo y mínimo.
3) Temperatura. La dependencia de la hFE con
la temperatura se puede observar en las gráficas que proporciona el fabricante
para tal fin. En la figura 1.4 se describe diferentes curvas normalizadas a 25º
de hFE para temperaturas de -55ºC y 175ºC.
En esta región existe cuatro zonas de operación
definidas por el estado de las uniones del transistor (Tabla 1.1):saturación,
lineal, corte y ruptura; estas zonas se indican claramente en la figura 1.2 que
representa las zonas de operación de un transistor.
A continuación se describe las características del
transistor en estos modos de operación considerando el transistor NPN
únicamente; similar resultado puede ser aplicado a transistores PNP.
Región activa lineal
En la región activa lineal, la unión
emisor-base está directamente polarizada y la unión base-colector inversamente
polarizada; la VBE está comprendida entre 0.4 V y 0.8 V (valor típico de 0.7 V)
y la VBC > 100mV.
En estas condiciones, las ecuaciones de Ebers-Moll
se pueden aproximar a:
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Operando con estas ecuaciones, se obtiene una relación entre ambas
intensidades de forma que:
|
ßF, es la ganancia en corriente en continua
del transistor que en las hojas de características del fabricante se representa
por hFE. Este parámetro es muy importante en un transistor de unión y define la
relación entre las corrientes de colector y base.
Al ser ICO una corriente muy baja, el segundo
término de la ecuación (1.9) puede ser despreciado frente al primero. Como
resultado, se obtiene una relación muy utilizada para analizar transistores que
operen en esta región
La
ecuación (1.11) indica que en la región activa lineal la relación
entre las corrientes de colector y base es constante. Sin embargo, en la
práctica la hFE de los transistores varía hasta en un 500% debido
principalmente a tres factores:
1) Proceso de fabricación. Los transistores
sufren variaciones en el proceso de fabricación que modifican sus
características. El fabricante asigna un valor típico (typ) a ese transistor
con un rango de valores comprendido entre un máximo (max) y un mínimo (min).
Por ejemplo, el BC547B tiene, para una IC=2mA, una hFE(min)=200, hFE(typ)=290 y
hFE(max)=450.
2) Corriente de colector. La hFE varía también
con la corriente de colector. El fabricante proporciona curvas de
características que permiten obtener la hFE para diferentes IC. En la figura
1.3 se muestra una de estas curvas
que incluye el valor típico de la hFE con un rango
de valores máximo y mínimo.
3) Temperatura. La dependencia de la hFE con
la temperatura se puede observar en las gráficas que proporciona el fabricante
para tal fin. En la figura 1.4 se describe diferentes curvas normalizadas a 25º
de hFE para temperaturas de -55ºC y 175ºC.
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