¿Qué es un transistor NPN? Construcción, trabajo y funciones del BJT

Transistor NPN – BJT Transistor Construcción, Trabajo & Funciones como inversor, Cambiar & Amplificador

Cuando a un diodo se le añade un tercer componente dopado de tal manera que se forman dos uniones PN, la siguiente máquina se conoce como transistor. Los transistores son más pequeños que los tubos de vacío, y fueron inventados por J. Barden y W.H. Brattain de los Laboratorios Bell, en EEUU.

Es bueno saberlo: El título de Transistor se deriva de la mezcla de frases de remolque, a saber Intercambio e Resistencia = Transistor. En otras palabras, un transistor transfiere la resistencia de un extremo a otro. En resumen, un transistor tiene una resistencia excesiva en la parte de entrada, mientras que una resistencia baja en la parte de salida.

Qué es NPN Transistor?

El desarrollo de un transistor NPN está acabado porque el título sugiere tomar un material semiconductor de tipo P y intercalarlo entre dos materiales semiconductores de tipo N. En realidad, la capa de tipo P es fina. Este transistor tiene tres terminales que suelen denominarse emisor, base y colector.

A BJT (Transistor de unión bipolar) es una dos la otra vez diodos de unión PN conectados que tienen tres terminales en particular Emisor, Colector y Base

El título de transistor se deriva de la expresión «Interruptor de resistencia«, es decir, convierte y transfiere la resistencia interna del emisor – base a la resistencia excesiva del circuito colector – base.

El diagrama esquemático de un transistor NPN se demuestra dentro de la determinación anterior. La tensión entre los señuelos y los terminales del emisor se conoce como VBEy es más optimista en la base que en el emisor, ya que en el transistor NPN los terminales de la base deben tener un potencial más alto que el emisor.

Además, hay una ilustración de la tensión entre el colector y el emisor, que se indica con VCEy esta tensión es optimista con respecto al emisor. En resumen, el transistor NPN conduce cuando el terminal del colector está a un potencial mejor que el del fondo y el del emisor. Al igual que un transistor PNP, este transistor NPN puede ser una máquina actualmente gestionada.

Un transistor tiene tres secciones semiconductoras dopadas. Con un aspecto emisor y otro colector, mientras que la parte inferior está en el centro. La parte central se conoce como fondo. Califica las dos uniones PN mencionadas anteriormente entre el emisor y el colector.

Emisor:

La parte que proporciona los portadores de costes se conoce como emisor. Para producir muchos portadores de costes, el emisor está siempre por delante de los antecedentes.

Base:

La parte central del transistor, que califica las 2 uniones PN entre emisor y colector, se conoce como fondo. La unión inferior del emisor está polarizada, lo que permite una baja resistencia para el circuito del emisor. La unión del colector inferior está contra polarizada, lo que ofrece una resistencia excesiva dentro del circuito del colector.

Coleccionista:

La parte distinta del emisor que cobra las tasas se conoce como recaudador. El colector está siempre polarizado en sentido contrario.

La identificación del transistor puede hacerse utilizando la resistencia de los diodos de corriente que contiene el transistor NPN. Además, podemos tomar la información que todos conocemos de los diodos para analizar los diodos internos del transistor.

Terminal Emisor-Base: Hay un diodo entre los terminales emisor-base, por lo que estos dos terminales deberían actuar como un diodo estándar y conducir en un solo camino.

Terminal colector-base: Hay un diodo al igual que los terminales colector-base. Estos terminales deben actuar una vez más porque los terminales de un diodo estándar, y conducen sólo en una ruta.

Terminales emisor-colector: Los terminales emisor-colector no deben estar conectados internamente y, por tanto, no conducirán por ambas vías.

Debajo se muestra un escritorio con los valores de resistencia en todos los terminales totalmente diferentes del transistor.

Entre terminales TransistorValores de resistencia
ColectorTransmisorR_alto
ColectorBaseR_alto
TransmisorColectorR_alto
TransmisorBaseR_alto
BaseColectorR_bass
BaseTransmisorR_baja

Al igual que el transistor PNP, el transistor NPN tiene tres modos de funcionamiento, en particular las zonas de corte, energía y saturación.

La siguiente figura muestra la imagen y los pines del transistor BC547 NPN

Construcción y configuración de pines del transistor BC547 NPN

La siguiente tabla muestra los factores y resultados de medición de un transistor NPN BC 547, al comprobar y medir los valores del transistor NPN mediante DMM.

BC 547 NPNComprobación del transistor NPN BC 547Factores de mediciónConsecuencia
1-20.717 VDC
1-2OL
1-3OL
1-3OL
2-3OL
2-30.711 VDC

Bias y trabajo del transistor NPN

El funcionamiento de un transistor NPN es más complicado que el del transistor PNP. El transistor está en estado OFF si; las tensiones en la base y el emisor son idénticas. Cuando la tensión inferior se eleva por encima de la tensión del emisor, la máquina pasa a su estado ON.

En el estado ON, hay una amplia distinción de tensión, siendo el terminal de base el superior, se genera una circulación de electrones desde el colector hacia el emisor que, al invertirse, hace circular un presente desde el emisor hacia el colector. En este transistor, basado principalmente en el trabajo, podemos dividir los tres terminales que tiene en puertos de entrada y salida. El terminal de entrada es el inferior, y el de salida es la zona del colector-emisor.

Circuito de transistores NPN

La tensión en el terminal del colector debe ser mayor que en el emisor y debe ser optimista con respecto a la tensión del emisor del transistor, esto asegura la circulación de la corriente entre el emisor y el colector. Además, hay una caída de potencial optimista a través de la unión del emisor inferior, que no choca con la caída de tensión a través de un diodo de silicio, es decir, 0,7V.

Hay que tener en cuenta esta caída de tensión, por lo que la diferencia entre la tensión de la base y la zona colector-emisor debe ser superior a 0,7 V. Si se piensa así, el transistor no funcionará.

Para utilizar el transistor NPN como amplificador de señal, debe funcionar dentro de la zona energética. En una configuración en la que el emisor tiene una conexión frecuente, el transistor completa la circulación de corriente se perfila como la relación entre la corriente del colector y la corriente inferior, y esta relación se conoce como adquisición de corriente continua.

No tiene partida, ya que es el cociente de dos valores presentes. A esta relación se le da un distintivo y se representa por β. El valor máximo de la adquisición de regalos de DC se aproxima en la mayoría de los casos a 200. Hay otro valor que se perfila por la relación entre el recolector presente y el emisor presente. A esta relación se le da un distintivo y se representa por α. Este valor es el mismo que la unidad que resulta típicamente del colector presente es casi igual al del emisor presente.

Transistor presente

La siguiente ecuación muestra la relación entre el emisor presente, la base presente y el colector presente en un transistor de polarización.

IE = IB + IC

Lugar:

  • IE = Emisor presente
  • IB = Base presente
  • IC = Coleccionista de regalos

Muestra que el presente del emisor es igual a la suma del presente de la base y el presente del colector. El valor de la base al emisor presente es del 2 – 5%, mientras que el colector presente es casi del 95 – 98%. Por eso, cada base y colector presente es lo mismo que el colector presente.

La ecuación de adquisición del transistor podría escribirse según la regulación de corriente de Kirchhoff.

o

o

o

o

Logro del transistor, logro del presente, logro de la tensión y logro de la energía (α, β y γ)

Se denomina Logro del transistor a la relación entre la salida y la entrada del circuito.

Logro del transistor = Salida / Entrada

La relación entre el colector presente y el emisor presente se denomina adquisición presente de un transistor representada por la imagen griega alfa «α» o hFE

Presente Lograr αDC = Ai = -IC / IE = ISALIDA / IEN

o

αDC = IC / IE = Recaudador actual / Emisor actual

El CD escrito con alfa «α» la imagen es para los valores de CC. El valor extra de α, cuanto más grande sea un transistor puede ser porque muestra el patrón del transistor.

αDC podría escribirse fácilmente «α» y se denomina problema de la tasa de cambio actual o de amplificación, que puede representarse por hFB. En hFBla «F» representa la «Cabeza» y la «B» representa la «Base Difusa» el lugar donde el alfa (α) se deriva mayoritariamente de los circuitos base frecuentes de los transistores.

El alfa AC (αAC) de un transistor:

αAC = ΔIC / ΔIE= Cambio en el regalo del recaudador / Cambio en el regalo del emisor

αAC también se denomina adquisición de cortocircuito de un transistor que podría representarse por hfb.

Es bueno saberlo:

  • hFB = alfa DC αDC
  • hfb = alfa AC αAC

Además, la relación entre el actual colector de corriente continua y el colector de corriente continua base se denomina adquisición actual, que se representa con la imagen griega Beta «β«.

βDC = -IC / -IB = IC / IB

o

IC = βIB

Además, suele conocerse como la relación de conmutación de emisor frecuente de CC, representada por HFE.

Utilizamos AC beta «βAC» al analizar un transistor para operaciones de CA

βAC = ΔIC / ΔIB

βAC podría representarse adicionalmente por hfe.

Por último, la relación entre el emisor presente y la base presente en el colector frecuente también se denomina adquisición presente y se representa con la imagen griega gamma «γ»

γ = IE / IB

o

poniendo el valor de IE dentro de la ecuación anterior para «IE = IC + IB«

γ = β +1

La relación entre la tensión de entrada y la de salida se denomina adquisición de tensión de un transistor.

Tensión Logro = AV = α IE RCB / IE REB

Tensión Logro = AV = Tensión a través de RCB / Tensión a lo largo de REB

o

AV = α x (RCB / REB)

o

AV = VSALIDA / VEN

La adquisición de energía del transistor puede calcularse mediante la siguiente ecuación.

Obtención de energía = AP = PSALIDA / P/EN

AP = α2 x AR

Lugar:

  • AP = Lograr el poder
  • α = Presente Lograr
  • AR = Lograr la resistencia

Las expresiones generales de la relación entre alfa, beta y gamma (α β y γ) se dan a continuación:

  • α = β / ( β + 1 )
  • β = α / (1-α)
  • γ = β +1

Trazos de la curva del transistor NPN y áreas de funcionamiento

Existen principalmente 4 áreas de funcionamiento de un transistor BJT concreto:

  • Área de Energía
  • Área de corte
  • Área de saturación
  • Área de desglose

Área de energía: Es lo que se llama el funcionamiento tradicional de un transistor. O el área entre la saturación y el área de colapso es el área de energía del pensamiento.

Área de corte: Un área el lugar el valor de la base actual IB se convierte en cero y hace que la curva primaria (o decreciente) se considere la zona de corte de un transistor. En esta zona, cada uno de los diodos emisor-base y colector-base gira y funciona en polarización inversa.

Área de saturación: En esta zona, cada uno de los diodos base-emisor y base-colector se transforman y funcionan en polarización previa. Es el espacio preliminar sesgado (o prácticamente perpendicular) cerca del origen (dentro de las curvas) cuando la tensión preliminar aumentará de cero a 1 y así sucesivamente.

Área de desintegración:

Cuando la tensión de colector aumenta excesivamente el valor nominal, se produce la rotura del diodo de colector. Por esta razón, un transistor no debe funcionar en la zona de ruptura, ya que dañará y destruirá el circuito del transistor.

La gráfica entre el colector presente y la tensión colector-emisor con varias bases presentes se conoce como curva de trazado de salida del transistor bipolar. La determinación bajo el presente presenta las curvas de trazado de salida de un transistor NPN.

El transistor está encendido cuando hay un pequeño presente cerca del terminal inferior y una pequeña tensión optimista con respecto al terminal emisor. En cualquier otro caso, el transistor está en OFF. Esto se refleja en el gráfico como si fuera correcto. El regalo del colector depende de la tensión del colector sólo hasta que la tensión del colector alcanza 1V.

También hay una línea recta que se convierte en miembro de los factores A y B. Esta línea recta se conoce como «Línea de carga dinámica». Esta línea conecta los factores el lugar VCE = 0 e Ic = 0. La línea recta y el área que la rodea es el área de energía del transistor.

Características curvas y regiones de funcionamiento de un transistor

Dados el fondo y la tensión de colector actuales, se utilizan las trazas de configuración de emisor frecuentes para calcular el colector actual.

Configuración del emisor NPN Transistor

Hay tres configuraciones posibles para el transistor, y una dentro del diálogo es la configuración de emisor frecuente. Los circuitos que utilizan la configuración de emisor frecuente se suelen utilizar en los amplificadores de tensión. Como sugiere el título, tomamos uno de los tres terminales, en este caso el emisor como frecuente. Este terminal frecuente actuará como cada entrada y salida del transistor.

La amplificación de la tensión que se consigue utilizando la configuración de emisores frecuentes puede realizarse en un solo paso. Por eso, estos circuitos se conocen también como circuitos amplificadores de emisor frecuente de una etapa. El terminal de entrada, como ya se ha dicho, es el terminal inferior, colector como el de salida.

El emisor sigue siendo el terminal frecuente. El curso de la amplificación comienza con la unión base-emisor polarizada hacia delante. Esto implica que hay un potencial optimista mayor en el terminal base que en el terminal emisor. Este procedimiento te permitirá regular la circulación de la corriente dentro del transistor.

Como la salida requerida tiene que tener amplificación, utilizamos el amplificador emisor frecuente que tiene una adquisición realmente excesiva aunque la salida esté invertida. Debido a la dependencia de las trazas de los diodos de las circunstancias ambientales, la adquisición puede verse muy influenciada por la temperatura circundante y el sesgo presente.

Esta es probablemente la configuración de transistores NPN más utilizada, ya que tiene una impedancia de salida realmente baja y, además, ofrece una impedancia de entrada excesiva. Esta configuración tiene además una adquisición de potencia y tensión realmente excesiva.

El valor diario del presente adquirido para esta configuración es de unos 50. Esta configuración se utiliza sobre todo cuando se realiza una amplificación de baja frecuencia. Los circuitos de radiofrecuencia también utilizan esta configuración. La configuración del amplificador emisor de frecuencia se muestra a continuación.

Amplificador común - emisor (CE) por transistor NPN

El transistor NPN en los circuitos amplificadores

Como dentro del circuito del transistor push-pull. Aunque todas las configuraciones de amplificadores en contrafase pueden conocerse técnicamente como amplificadores en contrafase, sólo el amplificador de clase B es el amplificador en contrafase preciso. A diferencia del amplificador de clase A, el amplificador de clase B tiene dos transistores para el movimiento eléctrico push-pull, de los cuales uno es NPN y el otro PNP.

Cada transistor trabajará durante la mitad del ciclo de entrada produciendo la salida requerida. Esto mejora la eficiencia del amplificador de clase B en muchos casos más que el amplificador de clase A. El ángulo de conducción de este amplificador es de 180 niveles, ya que cada transistor funciona sólo para una mitad.

Transistor NPN como intercambiador e inversor

en un circuito lógico digital, un transistor BJT trabaja en la zona de saturación y corte, ya que la tensión de polarización no se ofrece a la parte inferior del transistor en los circuitos lógicos. Así, se adquiere una tensión de salida baja o excesiva, que puede utilizarse para funciones de conmutación en estos circuitos lógicos digitales.

El siguiente circuito muestra un circuito inversor NPN utilizado para la función de conmutación.

Transistor NPN como interruptor e inversor

Muestra claramente que no hay una tensión de entrada sesgada en la base, sino una entrada similar a una onda cuadrada ofrecida por una resistencia conectada en secuencia a la base del transistor NPN que actúa como inversor.

El circuito muestra que cada una de las VDC y entrar en la sobretensión, la tensión entre el colector y el emisor V vale por sí misma +5VCE es la tensión de salida.

Cuando la tensión de entrada es excesiva, es decir, +5V:

  • La unión inferior-emisor está por delante de la polarización.
  • El presente fluye hacia abajo a través de la resistencia de secuencia RB.
  • El valor de RB y RC presente IB presente que sitúa el circuito, es decir, el transistor funciona en la zona del estado de las cosas.

En otras palabras, cuando la entrada del inversor es excesiva «+5V», el transistor está saturado y su salida es baja «≈0V». Cuando la entrada del inversor es baja, el transistor está recortado y su salida es excesiva. En resumen,

  • En la zona saturada, está «ON»
  • En el área de corte, es «OFF».

Como lo demuestra el circuito de entrada y salida, es decir, cuando la entrada es baja, la salida es excesiva, por lo que se conoce comúnmente como circuito inversor BJT.

La aclaración anterior sobre el funcionamiento ON y OFF del circuito inversor del transistor es igual que el intercambio cerrado y abierto conectado entre el colector y el emisor. Por este motivo, un circuito inversor de transistores también se denomina intercambio de transistores.

Cuando el transistor está en modo de saturación, la tensión entre el colector y el emisor es cero idéntica a la tensión durante la conmutación en cerrado o en ON y la cantidad de presente es mayor.

Del mismo modo, en la zona de corte (cuando el transistor está abierto desde OFF), el valor del flujo presente desde el colector al emisor pasa a ser cero idéntico al de un intercambio abierto u OFF y la tensión a través del intercambio es mayor.

El funcionamiento ON-OFF del circuito se basa en los valores de las tensiones de entrada, es decir, cuando

  • La tensión de entrada es excesiva = +5V = El intercambio está activado
  • La tensión de entrada es baja = 0V = El intercambio está desactivado

La siguiente figura muestra el funcionamiento de la conmutación en las zonas de corte y saturación del BJT (transistor NPN).

El BJT como interruptor

Funciones del transistor NPN

  • Se utiliza principalmente en las funciones de conmutación.
  • Se utilizan en configuración de par Darlington para amplificar los indicadores débiles.
  • En los circuitos el lugar que tenemos que hundir el presente.
  • Además, se utilizan en circuitos para la detección de la temperatura.
  • Realizarán correctamente funciones de frecuencia muy excesiva.
  • Se utiliza en los convertidores logarítmicos.

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