Date post: | 21-Apr-2015 |
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BJT: BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR.
NPN
E Ξ Emisor
B Ξ Base
C Ξ Colector
1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VBE:
CORTE:
Punto de funcionamiento:
Q {VCE, IB, IC}
POL. FIJA: EMISOR COMÚN:
APLICACIÓN CORTE:
· Conmutación en circuitos digitales.
· Unión BE en inversa.
· Unión BC en inversa.
· Circuito abierto.
2º SUPONEMOS CONDUCCIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VCE:
CONDUCCIÓN:
( )
ESTAB. DE EMISOR:
BASE COMÚN:
APLICACIÓN COND.:
· Amplificador de corriente.
· Unión BE en directa.
· Unión BC en inversa.
3º ESTÁ EN SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:
SATURACIÓN:
COLECTOR-BASE:
COLECTOR COMÚN:
APLICACIÓN SAT.:
· Conmutación en circuitos digitales.
· Unión BE en directa.
· Unión BC en directa.
· Cortocircuito.
PNP
E Ξ Emisor
B Ξ Base
C Ξ Colector
1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VEB:
CORTE:
TRANSCONDUCTANCIA:
( )
CARACT. TRANSISTOR:
· Con un trazador de curvas
· Con un multímetro digital
· Con un óhmetro
2º SUPONEMOS CONDUCCIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VEC:
CONDUCCIÓN:
( )
AUTOPOLARIZACIÓN:
RESISTENCIA B-E:
RESISTENCIA DE SALIDA:
CARACT. AMPLIFICADOR:
· Ganancia de tensión
· Margen dinámico (MD)
· Ancho de banda (BW)
3º ESTÁ EN SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:
SATURACIÓN:
Punto de funcionamiento:
Q {VCE, IB, IC}
VA Ξ Tensión de Early
· Impedancias (ZIN, ZOUT)
NO
VCE > 0,2 SI
SI
VEB > 0,7 NO
SI
VBE > 0,7 NO
NO
VEC > 0,2 SI
MOSFET: MOS FIELD-EFFECT TRANSISTOR.
NMOS
S Ξ Surtidor
G Ξ Puerta (Gate)
D Ξ Drenador
1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VGS:
CORTE:
Punto de funcionamiento:
Q {IDS, VDS}
POL. FIJA:
SURTIDOR COMÚN:
APLICACIÓN CORTE:
· Conmutación en circuitos digitales.
2º SUPONEMOS SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VDS:
SATURACIÓN:
( )
PUERTA COMÚN:
APLICACIÓN SAT.:
· Amplificador.
3º ESTÁ EN TRIODO, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:
ÓHMICA (TRIODO):
( )
( )
POL. AUTOMÁTICA:
DRENADOR COMÚN:
APLICACIÓN TRIODO:
· Conmutación en circuitos digitales.
PMOS
S Ξ Surtidor
G Ξ Puerta (Gate)
D Ξ Drenador
1º DESCONECTO TODOS LOS TERMINALES Y CALCULO VGS:
CORTE:
TRANSCONDUCTANCIA:
RESISTENCIA D-S:
2º SUPONEMOS SATURACIÓN, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y CALCULAMOS VDS:
SATURACIÓN:
( )
POL. CON RESIST. P-D:
VA Ξ Tensión de Early
3º ESTÁ EN TRIODO, APLICAMOS EL MODELO EQUIVALENTE Y RECALCULAMOS:
ÓHMICA (TRIODO):
( )
( )
Punto de funcionamiento:
Q {ISD, VSD}
SI
VGS > Vt NO
SI
VSG > Vt NO
NO
VSD > VSG - Vt SI
NO
VDS > VGS - Vt SI
r Resistencia de salida
1.3 Modelo del transistor
ro Resistencia de salida
IC
IB4 or1
IB0=0 A
IB1
IB2
IB3
IBi>IBi 1
ICQ
VA
Tensión
de EarlyCQ
Ao
A
CQ
CEQA
CQ
o
I
Vr
V
I
VV
Itg
tg
VCE
IB0 0 A
VCEQ
El valor de VA no suele conocerse A pesar de esto, su valor suele estar entre 80 120 V,
por lo que puede tomarse un valor intermedio para el cálculo de r
Q
por lo que puede tomarse un valor intermedio para el cálculo de ro.
rx Resistencia de la unión de base que no es accesible desde el exterior (10 a 100 )
Se puede calcular la resistencia de entrada (ri = r +r ) incluso algunos fabricantesSe puede calcular la resistencia de entrada (ri = rx+r ), incluso algunos fabricantes
proporcionan su valor, de forma que es posible obtener el valor de rx.
Su valor es importante en alta frecuencia Se suele despreciar en baja frecuencia.
r Resistencia entre el colector y la base. Su valor es muy elevado, por lo que se
desprecia su efecto.
Tema 2.1 31
1.5 Hoja de características
Valores que
provocan la
ruptura
Región de corte
ruptura
Región de conducción y saturación
Voltajes en
saturación
Tema 2.1 49
Resumen configuraciones BJTResumen configuraciones BJTZin Zout v i Desfase Aplicación
Emisor
Común
Media
baja Alta >1 >1 180º
Elevada amplificación. Adecuado para
las etapas intermedias de
amplificadores en cascadaamplificadores en cascada.
Colector
Común
Muy
Alta
Muy
Baja
>1 >1 0º
Amplificadores de tensión y corriente
con buen aislamiento de carga. Muy
adecuado para las etapas iniciales yComún Alta Baja finales de amplificadores en cascada.
Base Baja Alta >1 <1 0º No amplifican corriente
Común
A lifi d 1 A lifi d 2 A lifi d 3vin voutEtapas en cascada
Amplificador 1 Amplificador 2 Amplificador 3
v1
v2
v3
vin vout
Tema 2.1 11321 vvvv
2 5 Modelo en pequeña señal2.5 Modelo en pequeña señal
I2NMOS
tGS
DSm
VV
Ig
2gm transconsductancia
Vro resistencia drenador surtidor DS
DS
Ao r
I
Vr
VGS Vt = 2.0 V
IDS
VGS Vt =1.5 V
VGS Vt = 1.0 V
VGS Vt = 0.5 V
Tema 2.2 16Tensión de Early
VDS
VGS Vt 0 V
Resumen configuraciones MOSFET2.6 Configuraciones
Resumen configuraciones MOSFET
Zin Zout v i Desfase Aplicación
Surtidor
Común
Muy
Alta Alta >1 >1 180º
Elevada amplificación. Adecuado para
las etapas intermedias de
amplificadores en cascadaamplificadores en cascada.
Drenador
Común
Muy
Alta
Baja ~1 >1 0º
Buffers de tensión (aíslan la carga del
circuito de entrada).
Etapas de salida de un amplificador enComún Alta cascada.
Puerta Baja Alta >1 ~1 0º Buena respuesta en alta frecuencia.
A li i l itComún
Aplicaciones en las que no necesitamos
Zin elevada.
A lifi d 1 A lifi d 2 A lifi d 3vin voutEtapas en cascada
Amplificador 1 Amplificador 2 Amplificador 3
v1
v2
v3
vin vout
Tema 2.1 19321 vvvv
t ió /óh ii
t i itit
Sustituimos el trt voltímetros ySustituimos el trt voltímetros y
s
SaturaciónsuponemosVVComo SaturaciónsuponemosVVComo
2.7 Aplicacionesp
• MOSFET como interruptorF i l d d t t ió /óh iFunciona en el modo de corte y saturación/óhmico:
• Corte IDS 0 A, circuito abierto.
• Otro modo de operación RDS, interesa que sea de baja magnitud para que VDS pequeño,i t i itse aproxima a un cortocircuito.
Ejemplo:
VDD=5V, k=2mA/V2, Vt=4V, R=4.7k
Aplicamos Vin=5V
Caso 1: Sustituimos el trt por dos voltímetros yCaso 1: Sustituimos el trt por dos voltímetros y
medimos VGS,VDS
sGGS VVV
Saturaciónsuponemos
5
0
5 GS
S
G
VVComo
VV
V
VV
Tema 2.2 20
SaturaciónsuponemostGS VVComo
2.7 Aplicacionesp
• CMOSPara conseguir elevada velocidad, menor consumo de potencia y mayor capacidad de
integración se combinan dos transistores (uno de canal P y otro de canal N) en una misma
pastilla MOSFET Complementario o CMOS
Actualmente los circuitos digitales se basan en esta tecnología.
Ejemplo inversor CMOS (Vss=5V)
VSG1+
VSS • Vi=5 V
T1 cortado (VSG1<VT) IDS1 0 A.
T2 no cortado (VGS2>VT) Calculamos VDS2_T1: Canal P
V V
T2 no cortado (VGS2>VT) Calculamos VDS2
VO = VDS2
• Vi=0 V
+T2: Canal N
Vi Vo T2 cortado (VGS2<VT) IDS2 0 A.
T1 no cortado (VSG1>VT) Calculamos VSD1
VO =VSS – VSD1
Tema 2.2 24
VGS2
+
_
En ambos casos IDS pequeña Baja Pdisipada
2 8 Hojas de características2.8 Hojas de características
Tema 2.2 26
2 8 Hojas de características2.8 Hojas de características
Vt
ro
gm
V I2
Tema 2.2 27
DS
DS
Ao r
I
VrPara cualquier punto de trabajo
tGS
DSm
VV
Ig
2
característicascaracterísticas
2.8 Hojas de característicasjAproximación de k a partir de las hojas de características
IIDS2
IDS1
VGS1 VGS2
12
12217.1
2.16.1
6.17.62.18V
II
IVIVV
DSDS
DSGSDSGS
t
Queda dentro del margen dado en las
hojas
Tema 2.2 31
22
11 /6.802
AmVkVVk
I tGSDS
característicascaracterísticas