Dispositivos clase 12

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DISPOSITIVOS 
ELECTRÓNICOS
CLASE VIRTUAL #12
Profesor: Ing. Sebastián González
Ayudante: Ing. Santiago Fulco
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR EN LA ZONA ACTIVA:
Dispositivos Electronicos
Sea un escalón de corriente IB que provoque un 
cambio en el transistor de la zona A a B (limite de 
saturación y la zona activa)
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR 
EN LA ZONA ACTIVA:
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Para que el transistor continúe en la zona activa 
deberá cumplir que VCB nunca debe ser positiva, 
siempre negativa o, a lo sumo, nula. Se debe utilizar un 
generador de corriente para excitar la entrada , o 
bien un generador de tensión, tal que, V>>VBE y una 
resistencia serie RB>>RBE, en este caso tendrá el 
comportamiento de una fuente de corriente ya que 
los parámetros del transistor tendrán baja influencia 
en la IB. 
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR EN LA ZONA ACTIVA:
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Resolviendo la ecuación de qF obtenemos 
la formula de la grafica anterior. 
𝐼𝐵 =
𝑞𝐹
𝑡𝐵𝐹
+
𝟃𝑞𝐹
𝟃𝑡
𝑞𝐹 = 𝑄𝐹
𝑄𝐹 = 𝐼𝐵 ∗ 𝑡𝐵𝐹
La solución homogénea (izquierda) y la 
solución general (derecha)
Para t=0 debe ser qF=0 , de modo que:
La solución particular de t=∞ , donde Qf
es la carga máxima almacenada en la base.
Relacionando las 
expresiones 
obtenemos
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR EN LA ZONA ACTIVA:
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La corriente IC será: En la desconexión (t=0
+) corriente IC 
será:
0 =
𝑞𝐹
𝑡𝐵𝐹
+
𝟃𝑞𝐹
𝟃𝑡
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TIEMPO DE ESTABLECIMIENTO EN LA ZONA ACTIVA:
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Es el tiempo que tarda la corriente IC entre el 
10% y el 90% del valor final, en la conexión:
Resultando:
Es el tiempo que tarda la corriente IC entre el 
90% y el 10% del valor final, en la desconexión:
Resultando:
El tiempo de subida es igual al de bajada
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR EN LA ZONA DE SATURACIÓN:
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Se conoce que si el transistor esta saturado , la VCE será prácticamente 0. De la 
ecuación general del nodo de Kirchoff tenemos: VCB+VBE+VEC=0
Sera entonces VCB ≅ -VBE o bien VCB ≅ VEB
La formula anterior indica que ambas junturas se encuentran en directa. Ambas 
junturas inyectaran cargas y existirán cargas qS
0
En el circuito de la figura, la IC máxima será:
𝐼𝐶 = −
𝑉𝑐𝑐
𝑅𝐿
La IB será: 𝐼𝐵 = −
𝑉𝐺
𝑅𝐵
Se evalúa el caso donde deja de cumplirse IC=𝞫F IB para el transistor 
saturado IC < 𝞫F IB y por ende….
|𝐼𝐵| >
𝑉𝐶𝐶
𝞫𝐹𝑅𝐿
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR 
EN LA ZONA DE SATURACIÓN:
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Para t =t1
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR 
EN LA ZONA DE SATURACIÓN:
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Utilizaremos el factor de sobre excitación para 
deducir el valor de trise , recordando que se define 
al mismo entre el 10 % y el 90% del valor final.
Se define el factor de sobre excitación de la base
Si n es muy grande y recordando que Ln(1-X)= X Si X<<1 
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR 
EN LA ZONA DE SATURACIÓN:
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Que demuestra que la sobre excitación al aumentar, 
disminuye el tiempo de establecimiento de la conexión
No se debe perder de vista, que esto agrava la situación de 
desconexión, debido al exceso de cargas qs.
El caso de 1 está más sobreexcitado que 2, el precio de bajar 
t´1 (t´1<t1) implica ts´>ts
Nos queda finalmente:
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COMPORTAMIENTO DEL TRANSISTOR 
EN LA ZONA DE SATURACIÓN:
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Se puede aplicar una sobreexcitación de desconexión 
con una IB´ de sentido opuesto, que podría incluso 
superar la IB original, será IB´=V´/Rb y el factor de sobre 
excitación de desconexión será: 
El signo menos tiene por objetivo que el factor sea +
Se observa que aparece un cambio en la exponencial (en 
las pendientes), es debido a la inyección inversa de 
cargas, durante la desconexión.
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IMPULSO DE CARGA:
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Para disminuir el tiempo de establecimiento en la 
conexión se puede utilizar, el circuito de impulso de 
carga.
La corriente Ic= - qF / tF
Como VG>>VBE en el instante de conexión el 
capacitor tiene aplicada la totalidad de la tensión.
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IMPULSO DE CARGA:
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La carga almacenada será QF=CB VG, en el mismo 
instante, el capacitor asociado a la base del transistor, 
(dentro del transistor) también almacena cargas QF, 
siendo dos capacitores en serie.
Luego habrá que mantener las cargas QF
almacenadas en la base, esa corriente tendrá la 
expresión:
Y como 
Igualando resulta 
1) Normal
2) Impulso de carga
La naturaleza distribuidora de la capacidad del transistor impide que 
el tiempo trise sea nulo (como implicaría la formula)
𝐼𝐵 = − Τ𝑄𝐹 𝑡 𝐵𝐹 = − ൗ
𝑉𝐺 𝑅𝐵
𝑄𝐹 =
𝑉𝐺 𝑡𝐵𝐹
𝑅𝐵
𝑄𝐹 = CB VG
𝑡𝐵𝐹 = CB RB
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EL TRANSISTOR SCHOTTKY:
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Es posible utilizar un diodo Schottky entre colector y 
base, para evitar que el transistor sature, ya que si cambia 
a polarización directa drenará corriente por el diodo 
Schottky y no por la juntura colectora (Qr=0)
Lleva más corriente con las misma V o la misma I con 
menor V (conduce antes). Es el transistor popular de 
compuertas digitales