Transistor NPN

Introducción

El transistor NPN es una de las especies de transistores de unión bipolar (BJT). El transistor NPN consta de dos fuentes semiconductoras de tipo n y están separadas por una fina capa de semiconductor de tipo p. Aquí los portadores de mayor coste son los electrones. El flujo de estos electrones del emisor a las variedades del colector es el movimiento real dentro del transistor. Normalmente, el transistor NPN es probablemente el tipo de transistores bipolares más utilizado, ya que la movilidad de los electrones es mayor que la de los huecos. El transistor NPN tiene tres terminales: emisor, base y colector. El transistor NPN se utiliza normalmente para amplificar y conmutar indicadores.

1. Símbolos y estructura del transistor NPN

Lo anterior revela la imagen y la construcción del transistor NPN. En esta construcción observaremos los tres terminales del transistor, las corrientes del circuito y las representaciones de la tensión. Ahora nos permite ver el funcionamiento del transistor NPN con racionalización.

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Circuito de transistores NPN

Lo anterior revela el circuito del transistor NPN con tensiones y masas resistivas. En este caso, el terminal del colector está siempre conectado a la tensión constructiva, el terminal del emisor está conectado a la fuente dañada y el terminal inferior controla los estados ON/OFF del transistor, en función de la tensión utilizada.

2. Circuito de transistores NPN

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Funcionamiento del transistor NPN

El funcionamiento del transistor NPN es un poco avanzado. Dentro de las conexiones del circuito anterior observamos que la tensión de disponibilidad VB se utiliza para el terminal inferior a través de la carga RB. El terminal de colector se conecta a la tensión VCC a través de la carga RL. Aquí cada uno de los cientos RB y RL puede restringir el movimiento de la corriente a través de los terminales correspondientes. En este caso, incluso el terminal inferior y los terminales del colector siempre comprenden tensiones constructivas con respecto al terminal del emisor

Si la tensión de fondo es igual a la de emisor, el transistor está en estado OFF. Si la tensión de fondo aumenta con respecto a la tensión de emisor, el transistor se enciende de más hasta llegar al estado de encendido absoluto. Si se utiliza la tensión constructiva amplia para el terminal inferior, es decir, en estado totalmente ON, el movimiento de los electrones generados y el presente (IC) fluye desde el emisor al colector. Aquí el terminal inferior actúa como entrada y la zona colector-emisor actúa como salida.

Para permitir el movimiento actual entre el emisor y el colector de forma adecuada, es fundamental que la tensión del colector sea constructiva e igualmente mayor que la tensión del emisor del transistor. Se introduce cierta cantidad de caída de tensión entre la base y el emisor, equivalente a 0,7V. Por lo tanto, la tensión de fondo tiene que ser mayor que la caída de tensión de 0,7V, de lo contrario el transistor no funcionará. La ecuación de la base presente de un transistor NPN bipolar viene dada por

IB = (VB-VBE)/RB

Lugar,

IB = Base presente
VB = Tensión base de polarización
VBE = Entrada Tensión de emisión de la base = 0,7V
RB = Resistencia básica

El colector de salida presente en el transistor NPN de emisor generalizado puede calcularse haciendo uso de la regulación de tensión de Kirchhoff (KVL).

La ecuación de la tensión de alimentación del colector viene dada por

VCC = ICRL + VCE ........... (1)

A partir de la ecuación anterior, el colector actual para el transistor NPN de emisor generalizado viene dado por

IC = (VCC-VCE)/RL

En un transistor emisor NPN típico, la relación entre el colector presente y el emisor presente viene dada por

IC = β IB

En la zona energética, el transistor NPN actúa como amplificador. En el emisor generalizado del transistor NPN todo el movimiento presente por medio del transistor se perfila porque la relación del colector presente con el IC/IB presente en el fondo. Esta relación también puede conocerse como "alcance de la corriente continua" y no tiene modelo. Esta relación se representa principalmente con β y el valor máximo de β es de aproximadamente 200. En el transistor NPN de base generalizada, todo el alcance presente se expresa con la relación entre el colector presente y el emisor presente IC/IE. Esta relación se representa con α y este valor es mayoritariamente igual a la unidad.

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relación α, β y γ en el transistor NPN

Ahora nos permite ver la conexión entre los 2 parámetros de relación α y β.

α = Alcance de la corriente continua para el circuito base generalizado = Salida presente/Entrada presente

En la base generalizada NPN, la salida del transistor está presente en el colector (IC) y la entrada está presente en el emisor (IE).

α = IC/IE ...........(2)

Este presente hecho (α) puede tener un valor muy cercano a la unidad, aunque sea inferior a ella.
Todos sabemos que el emisor de regalos es la suma de un pequeño regalo de base y un gran regalo de coleccionista.

IE = IC + IB

IB = IE - IC

de la ecuación 2, el colector

IC = αIE

IB = IE - αIE

IB = IE (1-α)

β = CC presente para el circuito emisor generalizado = Salida presente/Entrada presente

Aquí el presente de salida es el presente del colector y el presente de entrada es el presente de la base.

β = IC/IB

β = IC/IE (1-α)

β = α/(1-α)

A partir de las ecuaciones anteriores, la unión entre α y β puede expresarse como

α = β (1-α) = β/(β+1)

β = α (1+β) = β/ (1-α)

El valor de β puede fluctuar de 20 a 1000 en el caso de los transistores de baja potencia que funcionan a frecuencias excesivas. Sin embargo, este valor de β puede tener valores entre 50-200.

Ahora veamos la conexión entre los elementos α, β y γ.

En el colector del transistor NPN generalizado, el rango presente se delinea porque la relación entre el presente del emisor IE y el presente de la base IB. Este rango actual se representa con γ.

γ = IE/IB

Todos sabemos que el emisor está presente

IE = IC + IB

γ = (EuC + IB )/IB

γ = (EuC/IB) + 1

γ = β +1

Por lo tanto, las relaciones entre α, β y γ vienen dadas por lo siguiente

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

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Ejemplos de transistores NPN

1. Calcula el fondo presente de IB para modificar una carga resistiva de 4mA de un transistor NPN bipolar que tiene el presente logrado (β) vale 100.

IB = IC/β = (4*10-3)/100 =40uA

2. Calcula el presente inferior de un transistor NPN bipolar con una tensión de polarización de 10 V y una resistencia de entrada de la base de 200kΩ.

Todos sabemos que la ecuación de la base presente del IB es,

IB = (VB-VBE)/RB

Todos conocemos los valores,

VBE = 0.7V,

VB = 10V,

RB = 200Ω.

Ahora sustituimos estos valores dentro de la ecuación anterior,

Nos quedamos con,

IB = (VB-VBE)/RB= (10-0,7)/200kΩ = 46,5uA.

El presente inferior del transistor NPN es de 46,5uA.

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Configuración del transmisor

El circuito de configuración de emisor se encuentra entre las tres configuraciones de BJT. Estos circuitos de configuración de emisores generalizados se utilizan como amplificadores de tensión. Típicamente los transistores BJT tienen tres terminales, sin embargo, dentro de las conexiones del circuito tenemos que tomar cualquier terminal como generalizado. Así que utilizamos uno de los muchos tres terminales como terminal generalizado para cada acción de entrada y salida. En esta configuración utilizamos el terminal emisor como terminal generalizado, por lo que se denomina configuración emisor común.

Esta configuración se utiliza como un circuito amplificador emisor generalizado de una sola etapa. En esta configuración la base actúa como terminal de entrada, el colector como terminal de salida y el emisor como terminal generalizado. El funcionamiento de este circuito comienza con la polarización del terminal inferior, de forma que en la parte delantera la unión base-emisor esté polarizada. El pequeño presente en la base controla el movimiento presente en el transistor. Esta configuración funciona siempre dentro de la zona lineal para amplificar los indicadores en el aspecto de la salida.

Este amplificador emisor generalizado ofrece la salida inversora y puede tener un alcance muy excesivo. Este rango está influenciado por la temperatura y la tendencia presente. El circuito amplificador de emisor común se utiliza normalmente en diferentes configuraciones de BJT debido a su excesiva impedancia de entrada y a su baja impedancia de salida y, asimismo, este amplificador de configuración da un rango de tensión y un rango de potencia excesivos.

El rango real de esta configuración es siempre mayor que la unidad, a menudo el valor por defecto es de aproximadamente 50. Estos amplificadores de configuración se utilizan principalmente en los propósitos que necesitan los amplificadores de sitio de baja frecuencia y los circuitos de radiofrecuencia. A continuación se muestra el diagrama del circuito para la configuración del amplificador de emisor común.

3. circuito amplificador de emisor común de una etapa

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Trazos de salida del transistor NPN

A continuación se indica el origen de las trazas curvas de salida de un transistor bipolar. Las curvas muestran la conexión entre el colector presente (IC) y la tensión colector-emisor (VCE) con las distintas de la base presente (IB). Todos sabemos que el transistor está "ON" sólo cuando una pequeña cantidad de tensión presente y una pequeña cantidad de tensión se utiliza en su terminal de base en relación con el emisor en cualquier otro caso el transistor está en el estado "OFF".

4. Curvas características de salida de un transistor bipolar NPN

El colector presente (IC) se ve afectado normalmente por la tensión de colector (VCE) en la fase de 1,0V, pero este IC no se ve extremadamente afectado por encima de este valor. Todos sabemos ya que el presente del emisor es la suma de las corrientes de base y colector, es decir, IE =IC+ IB. El flujo presente a través de la carga resistiva (RL) es el mismo que el presente del colector del transistor. La ecuación del presente colector viene dada por,

IC= (VCC-VCE)/ RL

La línea recta significa la "línea de carga dinámica" que conecta los factores A (el lugar VCE = 0) y B (el lugar IC = 0). La zona junto a esta línea de carga representa la "zona de energía" del transistor.

Las curvas de configuración del emisor se utilizan para calcular el colector presente cuando se dan la tensión de colector y la base presente. La línea de carga (línea morada) se utiliza para averiguar el punto Q dentro del gráfico. La pendiente de la línea de carga es igual al recíproco de la resistencia de carga, es decir, -1/RL.

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Funciones del transistor NPN

  • Los transistores NPN se utilizan principalmente para la conmutación.
  • Se utiliza para amplificar los circuitos.
  • Se utiliza en los circuitos de pares Darlington para amplificar los indicadores débiles.
  • Los transistores NPN se emplean en los fines en los que hay que hundir un presente.
  • Se utiliza en algunos circuitos básicos de amplificación, equivalente a los circuitos de amplificación "push-pull".
  • En los sensores de temperatura.
  • La frecuencia termina siendo excesiva.
  • Se utiliza en los convertidores logarítmicos.

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