Bipolar Junction Transistors (BJTs): Operation, Modes, and Biasing, Slides of Electrical and Electronics Engineering

A detailed overview of bipolar junction transistors (bjts), focusing on their operation, modes, and biasing techniques. It covers the fundamental principles of bjts, including current relationships and common-emitter current gain. The document also includes practical examples for calculating transistor parameters in different circuit configurations, such as base resistor biasing and voltage divider biasing. It is designed to help students and engineers understand and apply bjt concepts in electronic circuit design. Enriched with figures and references to enhance comprehension and provide additional resources for further study. It is a valuable resource for anyone seeking to deepen their knowledge of bjt transistors and their applications.

Typology: Slides

2024/2025

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TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR
CAPÍTULO 3
Figura tomada de https://www.luisllamas.es/calculadora-de-transitor-bjt-como-interruptor/ Figura tomada de https://www.tes.com/lessons/JFCOXQvdeSpK7Q/transistor-bjt
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TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR

CAPÍTULO 3

Figura tomada de https://www.luisllamas.es/calculadora-de-transitor-bjt-como-interruptor/ (^) Figura tomada de https://www.tes.com/lessons/JFCOXQvdeSpK7Q/transistor-bjt

INTRODUCCIÓN

Figura tomada de http://www.emo.org.tr/genel/bizden_detay.php?kod=

Inventado en 1947

Sustituye al tubo al vacío

Es usado en diversas aplicaciones

Dra. Vanessa Quintero

MODOS DE OPERACIÓN DE TRANSISTOR

Dependiendo de la polarización de las uniones se obtienen los diversos modos de operación del transistor.

Modo EBJ CBJ

Corte inverso inverso

Activo directo inverso

Activo Inverso inverso directo

Saturación directo directo

Dra. Vanessa Quintero

OPERACIÓN EN MODO ACTIVO

Dra. Vanessa Quintero

TRANSISTOR MODO ACTIVO

Ganancia de Corriente del emisor común:

𝐼𝐼𝐵𝐵 =

𝐼𝐼𝑆𝑆

𝛽𝛽

𝑒𝑒

En condiciones ideales 𝛽𝛽 se considera una constante. Su valor suele

estar comprendido entre 50 < 𝛽𝛽 < 300.

𝛽𝛽 =

𝐼𝐼𝑐𝑐

𝐼𝐼𝐵𝐵

Dra. Vanessa Quintero

TRANSISTOR MODO ACTIVO

Relaciones de Corrientes:

𝐼𝐼𝑐𝑐 = 𝛽𝛽𝐼𝐼𝐵𝐵

Ganancia en base común:

Dra. Vanessa Quintero

EJEMPLO 2

Un transistor npn esta polarizado en el modo activo directo. La

corriente de la base es 9.60μA y la corriente de emisor es 0.780mA.

Determine la ganancia de emisor común, la ganancia de base común y la

corriente del colector.

𝐼𝐼𝑐𝑐 = 𝛽𝛽𝐼𝐼𝐵𝐵 = 0.77mA

  • La ganancia de emisor común:

9.60μ𝑚𝑚

  • La ganancia de base común:
  • La corriente del colector:

Dra. Vanessa Quintero

EJEMPLO 3

La corriente de emisor en un transistor pnp polarizado en el modo activo

directo es de 2.15mA. La ganancia de corriente de base común del

transistor es 𝛼𝛼 = 0.990. Determine la ganancia de emisor común, la

corriente de base y la corriente del colector.

𝐼𝐼𝑐𝑐 = 𝛼𝛼𝐼𝐼𝐸𝐸 = 2,13mA

SÍMBOLOS Y CONVENCIONES DE CIRCUITO

CIRCUITOS DE POLARIZACIÓN DEL BJT EN DC

Polarización de Emisor

Polarización con Resistencia en la Base

Polarización con Divisor de Voltaje

Tomado de Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos. Boylestad y Nashelsky. Décima Edición. Prentice Hall.

Dra. Vanessa Quintero

Ejemplo : Si 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶 = 10V, 𝑉𝑉𝐵𝐵𝐵𝐵 = 4V, 𝑅𝑅𝐶𝐶 = 2𝐾𝐾Ω , 𝑅𝑅𝐵𝐵 = 220𝐾𝐾Ω, 𝛽𝛽 = 200 determine 𝐼𝐼𝐵𝐵 , 𝐼𝐼𝐶𝐶 , 𝐼𝐼𝐸𝐸 y 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐸𝐸.

Para encontrar 𝐼𝐼𝐵𝐵

Por la relación de corriente se conoce que:

𝐼𝐼𝑐𝑐 = 𝛽𝛽𝐼𝐼𝐵𝐵 = 3.0 mA

𝐼𝐼𝐸𝐸 = 1 + 𝛽𝛽 𝐼𝐼𝐵𝐵 = 3.02 mA

Para determinar 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐸𝐸

𝑉𝑉𝐶𝐶𝐸𝐸 = 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶 − 𝐼𝐼𝐶𝐶 𝑅𝑅𝐶𝐶 = 4 V

Dra. Vanessa Quintero

Polarización con Divisor de Voltaje

Tomado de Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos. Boylestad y Nashelsky. Décima Edición. Prentice Hall.

Se utiliza un circuito equivalente de Thevenin para el circuito de la base.

Dra. Vanessa Quintero

Para el circuito mostrado considere 𝑅𝑅 1 = 100𝐾𝐾Ω, 𝑅𝑅 2 = 50𝐾𝐾Ω, 𝑅𝑅𝑐𝑐 = 5𝐾𝐾Ω, 𝑅𝑅𝐸𝐸 = 3𝐾𝐾Ω , 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶 = 15𝑉𝑉 y 𝛽𝛽 = 100. Determine 𝐼𝐼𝐵𝐵, 𝐼𝐼𝐶𝐶 , 𝐼𝐼𝐸𝐸, 𝑉𝑉𝐶𝐶 y 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐸𝐸.

Para obtener el circuito equivalente en la base:

Para obtener 𝐼𝐼𝐵𝐵 :

Dra. Vanessa Quintero^ 𝑉𝑉𝐶𝐶𝐶𝐶^ − 𝐼𝐼𝐶𝐶^ 𝑅𝑅𝐶𝐶^ − 𝑉𝑉𝐶𝐶^ = 0^ 𝑉𝑉𝐶𝐶^ =^ 𝟏𝟏.^ 𝟔𝟔𝟓𝟓^ 𝑽𝑽

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos. Boylestad y Nashelsky. Décima Edición. Prentice Hall.

Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos Tomo I. Donald A. Neamen. McGraw Hill.

Electrónica, segunda Edición. Allan R. Hambley. Prentice Hall.