BJT Parte 01 Transistor BJT videotutorial en español de electrónica

Introducción a los Transistores BJT

Conceptos Básicos de los Transistores

• Se presenta el tema de los transistores BJT (Transistor Bipolar de Unión), que son fundamentales en diversas aplicaciones electrónicas y circuitos de propósito general.

• Se destaca la importancia de entender su funcionamiento y construcción para diseñar circuitos específicos, enfatizando que los BJT son controlados por corriente, a diferencia de los FET que son controlados por voltaje.

Historia y Creadores del Transistor

• El inventor del transistor es William Bradford Shockley, quien también fue responsable del diodo Schottky.

• Shockley trabajó junto a Walter Brattain y John Bardeen en 1947, recibiendo el Premio Nobel de Física en 1956 por esta invención considerada crucial para la electrónica moderna.

Estructura del Transistor BJT

Regiones Dopadas

• Un transistor BJT tiene tres regiones dopadas: colector (N), base (P) y emisor (N). La base es estrecha y está dopada con huecos.

• La región del emisor está fuertemente dopada con electrones, mientras que el colector tiene un dopaje intermedio entre la base y el emisor.

Barreras de Potencial

• Entre las uniones PN se forman zonas de deflexión con barreras de potencial; aproximadamente 0.7 volts para silicio y 0.3 volts para germanio.

• Existen dos uniones PN en un transistor PNP, lo que permite imaginar diodos entre la base-colector y base-emisor.

Diodos Formados por Transistores

Simbología y Función

• Los diodos formados entre las regiones tienen funciones específicas: el diodo entre la base y el colector se llama "diodo base-colector", mientras que el entre la base y el emisor se denomina "diodo base-emisor".

¿Cómo identificar y entender transistores?

Identificación de Transistores

• Se puede identificar un transistor NPN observando la dirección de la flecha en el diodo base-emisor, que apunta hacia el emisor. En un transistor PNP, la flecha apunta hacia adentro, hacia la base.

• Para distinguir entre NPN y PNP, se debe recordar que las uniones P van al ánodo del diodo y las uniones N al cátodo. Esto ayuda a deducir correctamente el tipo de transistor.

Funcionamiento del Transistor BJT

• El funcionamiento de un transistor BJT requiere polarización adecuada: el colector se conecta a una fuente (RC), mientras que la base se conecta a otra fuente (RB). El emisor va a tierra.

• Es crucial observar cómo están conectados los diodos internos; el diodo emisor está polarizado en directo, mientras que el colector está conectado al polo positivo de su respectiva fuente.

Polarización y Corrientes

• Cuando la tensión en la base supera 0.7V (para transistores de silicio), el diodo emisor se polariza directamente. Los electrones libres del emisor atraviesan la zona de deflexión hacia la base.

• La región P débilmente dotada permite que algunos electrones fluyan a través de RB hacia el terminal positivo de BB, generando una pequeña corriente debido a pocos huecos disponibles para recombinación.

Comportamiento Electrónico

• Los electrones provenientes del emisor entran a la base; si no hay suficientes huecos para recombinarse, estos electrones son atraídos hacia el colector.

• La mayoría de los electrones emitidos por el emisor llegan al colector rápidamente debido a su corta distancia en la región base. El colector "recolecta" estos electrones sin llenarse completamente porque son extraídos por su conexión positiva.

Corrientes Comparativas

• La corriente del colector es significativamente mayor que la corriente de la base; esto se representa con líneas más gruesas en diagramas eléctricos.

• Históricamente, se creía que las cargas positivas eran responsables del flujo eléctrico; sin embargo, ahora sabemos que son los electrones quienes producen esta corriente moviéndose en sentido opuesto al convencional.

Direcciones Convencionales vs Flujo Electrónico

• Existen dos formas para representar direcciones: convencional (carga positiva desde positivo a negativo) y flujo electrónico (movimiento real de electrones).

Transistores: Comprendiendo la Corriente y el Flujo de Electrones

Conceptos Básicos sobre Transistores

• La explicación de los cálculos en ingeniería se basa en la dirección convencional de la corriente, no en el flujo de electrones. Esto ayuda a entender cómo funcionan los transistores.

• Se menciona la Ley de Corrientes de Kirchhoff, que establece que la suma de las corrientes que entran a un punto es igual a la suma de las corrientes que salen.

• En un transistor BJT, la corriente del emisor es igual a la suma de las corrientes del colector y base. Esta relación es fundamental para comprender su funcionamiento.

Comparación entre Corrientes en Transistores

• La corriente del emisor es mayor que la del colector y mucho más grande que la corriente de base, lo cual se ilustra esquemáticamente.

• El tamaño del colector y el emisor son prácticamente iguales; sin embargo, el emisor tiene una mayor concentración de electrones.

Funcionamiento del Transistor PNP

• En un transistor PNP, las cargas positivas (huecos) predominan en comparación con los electrones. Las fuentes deben invertirse para operar correctamente.

• Aunque las polaridades cambian, el principio sigue siendo el mismo: las corrientes fluyen en sentido contrario al transistor NPN.

Resumen sobre Transistores NPN y PNP

• Un transistor NPN es similar a un PNP; solo difieren en cómo están conectados sus diodos internamente debido al dopaje.

• La mayoría del flujo electrónico proviene del emisor hacia el colector, mientras que la corriente base sigue siendo muy pequeña (menos del 1%).

Importancia de la Corriente Base

• En ambos tipos de transistores (NPN y PNP), se observa que la corriente base es significativamente menor comparada con las otras corrientes involucradas.