Transistor Bj t

7/21/2019 Transistor Bj t

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n!lisis cuando el estado es



n!lisis cuando el estado esdesconocido

n!lisis de circuitos con transistores de tres estados)0( Jacer una suposición ra,onada acerca del estado del transistor

( Jacer un diagra&a del circuito+ sustituir cada transistor por el &odelo parasu supuesto estado(

( nali,ar el circuito resultante para obtener valores de prueba asociadascon cada &odelo(

H( E:a&inar las variables de prueba+ buscando contradicciones al estadosupuesto(

5( %i 9ay una contradicción+ 9acer una nueva suposición basada en lainfor&ación calculada y volver al paso (

( Cuando no 9aya contradicciones+ las tensiones y corrientes calculadas a partir del circuito e/uivalente se apro:i&an a las del circuito real(



Prueba de validez para los estados del transistor supuestos ( Co&o el estadoactivo inverso ocurre rara&ente+ las pautas suponen pri&ero funciona&ientoen el pri&er cuadrante donde el funciona&iento activo inverso no puedeocurrir(

%uponiendo funciona&iento activo directo)

0( %ustituir por el &odelo activo directo

( %i i B ≤ 4+ supone&os corte(

( %i V CE ≤ 4( + supone&os saturación(

%uponiendo corte

0( %ustituir el &odelo de corte

( %i V BE

≥

4(5+ suponer transistor activo

%uponiendo saturación

0( %ustitui&os por el &odelo de saturación

( %i i B 3 4+ supone&os corte

( %i iC 2 β F i B+ supone&os funciona&iento activo directo



Modelo est!tico %PICE del

transistor bipolar

>

0>

0H@

H

5 0

"0 5 % M

" @ H > % M" OT 0 0> 0H KE

(M 1EL % M KPK

(M 1EL KE PKP

Kotación

Te:to %PICE valores pordefecto

β' B' 044

βG BG 0

I S I% 0(4E-0



E7e&plo H(@

"0 H %OE"4 5 H 4 %OE?CC 0 4 1C 5GC 0 5 ;GB H 4 5;

G% 0 ; (M 1EL %OE KPK B'. 4= BG.5 I%. (4E-0H?% 4 1C 4Q(1C ?% 4( ( 4(0>(1C ?% 4(5 4(> 4(40

Q( P(PL T 1C ?#5$(EK1

D Ω

5?

D Ω

5 D Ω

" 0

" 4

5

0

H

V S



Efectos de segundo orden

4(>v BE

i B

T 0

T 2 T 0

vCE

T . T 0iC

i B0

i B

i B

I CE 4

T . T 2 T 0iC

i B0

vCE

i B

i B

I CE 4

La vida de los portadores &inoritarios au&enta con la te&peratura+ por lotanto el valor de β au&enta alrededor de >+444 pp&( La siguiente e:presióncuantifica esta variación

( ) ( ) 1TB

R R T

T T T

= β β

RTB es el e:ponente de te&peratura(



Tensiones de ruptura

iC

i E

BV CB4

vCB

iC

i B

BV CE 4

vCE



Modulación del anc9o de base

2 0

V CE 0

C

B

E

2

V CE 2 V CE 0

C

B

E



Efecto Early

iC

vCE

i B

3V #

r 4

0

Ona consecuencia de la variación en el anc9o de la base es el ca&bio en

las características de salida de e&isor co&6n( V # es lla&ada tensión Early(La corriente de colector pasa a ser

( ) B #

CE BCE C i

V v

iv " i

+== β 0+



El efecto Early au&enta la resistencia de salida del transistor r 4 definida por)

" punto4

0CE

C

vi

r ∂∂=

Evaluando) B

#

I V r

<00

4

=

Cuando V CE 33 V # ) BB <I<I0 ≈

+=

#

CE C V

V I

1e a/uí)C

#

I V

r =



Geali&entación internaOna consecuencia de la &odulación del anc9o de base es la reali&entación interna( Parte dela tensión de salida se reali&enta a trav8s del transistor al circuito de entrada( %i &antene&osla polari,ación base-e&isor &ientras au&enta&os vCE de V CE 0 a V CE ( La corriente de base se9ace &!s pe/ue*a por/ue la reco&binación en la base se reduce y es necesario sustituir&enos 9uecos en la base+ co&o se &uestra en la figura(

Incre&ento devCE

v BE

i B

4(>

vCE

v BE

i B

4(>

Circuito e/uivalente+ γ F es el par!&etro deganancia de tensión inversa( El efecto dereali&entación inversa de &ini&i,a al dopar laregión de colector &!s pobre&ente /ue la de base(

Bγ F vCE

4(>

i B

vCE

β F i B

C

E



Modelo est!tico %PICE con efectos



Modelo est!tico %PICE con efectossecundarios

i DE

i DC

i B

iC

i E

r b

r e

r c

α F i DC

α R i DC

r oe

r oc

Kotación ?aloresTe:to %PICE por defecto

I S I% 0E-0

β F B' 044

β R BG 0

r c GC 4

r b GB 4

r e GE 4

V # ?' ∞- ?G ∞RTB RTB 4



E7e&plo de %PICE con efectos

secundariosE EMPL H(00

?CC 4 1C

GB @4; GC 0 0(5;

"0 0 4 KTG K

(M 1EL KTG K KPK B'. 44 ? .@4 RTB.0(>

(TEMP -H4 - 4 4 > 54 >4 044 0 5

( P

(EK1

@4D Ω0(5D Ω

?

0



Capacitancias par!sitasLas capacidades de deple:ión y difusión est!n asociadas a la unión y li&itan el funciona&iento aalta frecuencia( En transistores en estado activo directo+ la capacidad de deple:ión es do&inanteen la unión colector-base inversa&ente polari,ada( En la unión base-e&isor directa&ente

polari,ada+ son i&portantes tanto la capacidad de difusión co&o la de deple:ión(

La capacidad de difusución de un transistor difiere de la de un diodo aislado debido a la estrec9a base( La distribución de &inoritarios en la base es triangular( La carga al&acenada es

( ) T BE V v

a

i F# e

% nn#&

& n4#, 40 ==

Los electrones tardan un tie&po tT en atrave,ar la base #tie&po de tr!nsito ≈ 0ns para npn y≈ 4ns para pnp$( Co&o este flu7o constituye la corriente de colector

sc*lombios,

I T

F#C S

=

M d l di !&i d l i



Modelo din!&ico del transistor

i DE

i DC

i B

iC

i E

r b

r e

r c

α F i DC

α R i DC

C di" C C dep C

C di" E C dep E

C di" S

S

I ! i



Interruptor est!tico

R L

R B

vCE V CC

i B

iC

vC

=

−

R L

i s2V CC

v s2

=

−

V CC

v s2

i s2

L

CC

RV

Interruptor cerrado .cortocircuito

Interruptor abierto .circuito abierto

V CC

vCE

iC

V CE sat

L

CC RV Cerrado

biertoi B.4

i B . I B



%i&ulación del interruptor con

%PICEE EMPL H(0

?CC H 4 1C @

GL H 0 A44

GB 0;

"% 0 4 % ITCJ

(M 1EL % ITCJ KPK= B'. 5

?C 4 POL%E#4 5 4(5E-

=4 4 4(5E- E- $

(TG K 4(4 E- E-

(PL T TG K ?#0$

(PG BE

(EK1

C & t ió di !&i



Con&utación din!&ica

A( D Ω

V CC .@ ?

i B

iC

vC

D Ωvo

vC #t $

t

vo#t $

t

i B#t $

t

t " t r

=@

=4(

t D t S

0&

3i R

T

=@

-5



Estado de saturación Transistor cortado con



V CC .@ ?

vo

=

−@?

−=

4(>

4(

4(5 ?

V CC .@ ?

vo

=

−

5?

−=

4(>

4(

V CC .@ ?

4(5?

vo

=

−

=

−5?

Estado de saturación ene/uilibrio

Estado de saturaciónantes de /ue el

transistorse corte

Transistor cortado concondensadores

preparados paraalcan,ar el e/uilibrio

de corte(



Par!&etros %PICE para el

&odelo din!&ico del transistor Par!&etros %PICEEst!ticos 1in!&icos

?alor ?alor

por defecto por defectoI% 0E-0 C E 4B' 044 ? E 4(>A5 ?BG 0 M E 4(GC 4 C C 4GB 4 ? C 4(>5 ?GE 4 M C 4(?' ∞ C % 4?G ∞ ? % 4(>5RTB 4 M % 4

T' 4TG 4



?alores típicos en integrados

I% 0E-0 C E 0(4 p'B' 44 ? E 4(> ?

BG M E 4(GC 44 Ω C C 4( p'GB 44 Ω ? C 4(55 ?GE Ω M C 4(5?' 0 4 ? C % p'

?G 54 ? ? % 4(5RTB 0(> M % 4(5 ?

T' 4( 5 nsTG 04 ns



E7e&plo de co&puerta lógica

0

H

5

>

A

v I

D Ω

H D Ω

H D Ω

V CC .=H?

V BB

V 5 .4?

vo

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