Funcionamiento y Configuraciones de Transistores BJT y FET

Regiones de Operación del Transistor

Corte

No hay corriente entre colector y emisor. El circuito se comporta como un circuito abierto.

Activa

Una pequeña corriente de base consigue una corriente mayor en la rama colector. Se utiliza como amplificador.

Saturación

Se alcanza la corriente máxima posible. El transistor no amplifica más y se comporta como un cortocircuito.

Transistores Bipolares de Unión (BJT)

NPN

• Tipo bipolar.
• Portador mayoritario: electrones.
• Requiere voltaje positivo en la base.
• Voltaje entre colector y emisor.

PNP

• Tipo bipolar.
• Portador mayoritario: huecos.
• Requiere voltaje negativo en la base.
• Voltaje entre emisor y colector.

BJT (Base-Colector-Emisor)

• Funciones: amplifica y actúa como interruptor.
• Tipos: PNP y NPN.
• El emisor se distingue del colector por la cantidad de dopantes.

Configuraciones del BJT

Base Común

• Entrada: emisor.
• Salida: colector.
• Impedancia: baja entrada, alta salida.
• Ganancia: de voltaje.

Emisor Común

• Entrada: base.
• Salida: colector.
• Desfase: 180 grados.
• Ganancia: negativa (corriente y voltaje).
• Impedancia: media-alta.

Colector Común

• Entrada: base.
• Salida: emisor.
• Impedancia: alta entrada, baja salida.
• Ganancia: de corriente.

Amplificadores

Los amplificadores aumentan la magnitud de una señal sin alterar su forma.

Circuito DC

Proporciona la alimentación necesaria para que el transistor funcione correctamente y pueda amplificar la señal sin distorsión.

Circuito AC

Modula la corriente de base con la señal de entrada, resultando en una corriente de colector amplificada y proporcional a la señal de entrada.

Amplificador de Señal Pequeña

Se enfoca en la amplificación de voltaje. Para una amplificación sin distorsión, es necesaria una polarización de base en corriente continua (CC). El transistor, en este caso, opera en su región lineal.

Amplificador de Señal Grande

Se enfoca en la amplificación de potencia.

Clase A

• Eficiencia: ~40%.
• Conducción: durante todo el ciclo de la señal.
• Consumo: constante.
• Distorsión: puede ocurrir si la señal supera el límite de amplificación. Un transformador puede mejorar el rendimiento.

Clase B

• Eficiencia: ~70%.
• Conducción: durante el 50% del ciclo de la señal.
• Consumo: bajo.
• Distorsión: alta.
• Operación: la parte positiva de la señal activa un NPN, la negativa activa un PNP.

Push-Pull

Configuración que reduce significativamente la distorsión, especialmente la distorsión de cruce.

Distorsión de Cruce

Se produce por la polarización en el punto de corte. El uso de diodos puede ayudar a eliminarla.

Transistores de Efecto de Campo (FET)

FET (Puerta-Drenador-Fuente)

• Tipos: unipolares (canal P o N).
• Control: la puerta controla la forma y conductividad del canal por donde fluyen los portadores de carga.
• Consumo: bajo.

JFET (Junction Field-Effect Transistor)

• Impedancia de entrada: alta.
• Polarización: no requiere corriente de polarización.
• Control: por voltaje.
• Operación: un voltaje inverso en la puerta aumenta la resistencia del canal.
• Usos: como interruptor electrónico o amplificador de alta impedancia.

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)

• Puerta: aislada.
• Funciones: conmutación (inversores DC-AC) y gestión de energía.
• Velocidad: alta.
• Control: el voltaje en la puerta controla la conductividad del canal.
• Región lineal: resistencia variable y mayor disipación de calor.
• Orificio del drenador: permite la conexión de un disipador de calor.

Empobrecimiento

El transistor está encendido cuando la puerta está inactiva.

Enriquecimiento

El transistor se abre (apaga) cuando la puerta está activa.

Transistor Darlington

Configuración que permite una amplificación de corriente muy alta en el colector.