Bjt Y Mosfet 493h2u

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS “ESPE” DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA INFORME DE EXPOSICIÓN GRUPAL TEMA: TRANSISTORES BJT Y MOSFET ELECTRONICA DE POTENCIA

NRC: 2834 INTEGRANTES:

Roberto Aragón Oscar Hidalgo Cristina Maldonado Carlos Salazar

17 de Mayo del 2018

Contenido TRANSISTORES DE POTENCIA ....................................................................................................... 3 TRANSISTORES BIPOLARES DE UNIÓN – BJT............................................................................ 4 Modos de trabajo ..................................................................................................................... 4 EL TRANSISTOR MOSFET .............................................................................................................. 8 FUNCIONAMIENTO ................................................................................................................... 9 Comparación entre Bipolares y Mosfets: .............................................................................. 10 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 11 Bibliografía .................................................................................................................................. 11

TRANSISTORES DE POTENCIA Un transistor es un dispositivo que regula el flujo de corriente o de tensión actuando como un interruptor o amplificador para señales electrónicas. Está formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual, pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automóviles, ordenadores, etc. En Electrónica de Potencia, los transistores generalmente son utilizados como interruptores. Los circuitos de excitación (disparo) de los transistores se diseñan para que éstos trabajen en la zona de saturación (conducción) o en la zona de corte (bloqueo). Esto difiere de lo que ocurre con otras aplicaciones de los transistores, como por ejemplo, un circuito amplificador, en el que el transistor trabaja en la zona activa o lineal. Los transistores tienen la ventaja de que son totalmente controlados, mientras que, por ejemplo, el SCR o el TRIAC sólo dispone de control de la puesta en conducción. Los tipos de transistores utilizados en los circuitos electrónicos de potencia incluyen los transistores BJT, los MOSFET y dispositivos híbridos, como por ejemplo, los transistores de unión bipolar de puerta aislada (IGBT).

Figura 1 tipos de transistores

Los transistores son los elementos que han facilitado el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño.

Un transistor se puede operar como un interruptor. Sin embargo, la elección entre un BJT y un MOSFET en los circuitos convertidores no es obvia, aunque cada uno de ellos puede sustituir a un interruptor, siempre y cuando sus especificaciones nominales de voltaje y corriente cumplan con los requisitos de salida del convertidor. Los transistores prácticos difieren de los dispositivos ideales; tienen ciertas limitaciones, y se restringen a algunas aplicaciones. Se deben examinar las características y especificaciones nominales de cada tipo para determinar su adecuación a determinada aplicación.

TRANSISTORES BIPOLARES DE UNIÓN – BJT El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica básicamente sobre u mono cristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP. La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o "huecos" (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) o Fósforo (P). La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la característica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho más contaminado que el colector). El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichas contaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación (difusión gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuántico de la unión.

Modos de trabajo Existen cuatro condiciones de polarización posibles. Dependiendo del sentido o signo de los voltajes de polarización en cada una de las uniones del transistor pueden ser:

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Región activa directa: Corresponde a una polarización directa de la unión emisor - base y a una polarización inversa de la unión colector - base. Esta es la región de operación normal del transistor para amplificación. Región activa inversa: Corresponde a una polarización inversa de la unión emisor - base y a una polarización directa de la unión colector - base. Esta región es usada raramente. Región de corte: Corresponde a una polarización inversa de ambas uniones. La operación en esta región corresponde a aplicaciones de conmutación en el modo apagado, pues el transistor actúa como un interruptor abierto (IC = 0). Región de saturación: Corresponde a una polarización directa de ambas uniones. La operación en esta región corresponde a aplicaciones de conmutación en el modo encendido, pues el transistor actúa como un interruptor cerrado (VCE = 0).

EL TRANSISTOR MOSFET El nombre de MOSFET, viene dado por las iniciales de los elementos que los componen; una fina película metálica (Metal -M); oxido de silicio (Óxido - O); región semiconductora (Semiconductor- S). El control del MOSFET se realiza por tensión, teniendo que soportar solamente un pico de corriente para cargar y descargar la capacidad de puerta. Como ventajas destacan su alta impedancia de entrada, velocidad de conmutación, ausencia de ruptura secundaria, buena estabilidad térmica y facilidad de paralelizarlos. La principal diferencia entre los Transistores Bipolares (BJT) y los Mosfet consiste en que estos últimos son controlados por tensión aplicada en la puerta (G) y requieren solo una pequeña corriente de entrada, mientras que los transistores Bipolares (BJT), son controlados por corriente aplicada a la base.

Recordemos que un transistor pnp o npn (basados en la unión pn) hace lo mismo, pero la diferencia es que en los npn o pnp la conducción se produce cuando le llega una pequeña corriente a la base, en el mosfet es por tensión, se activa cuando ponemos a una tensión mínima en la patilla del transistor llamada Gate. Las otras dos patillas se llaman sumidero (entrada) y drenaje (salida). Aunque luego explicaremos todo con más detalle fíjemonos en el esquema siguiente. Se ven las 3 patillas y como cuando conectamos G hay circulación de corriente entre D y S

Los MOSFET poseen también 3 terminales: Gate, Drain y Source (compuerta, drenaje y fuente). A su vez, se subdividen en 2 tipos, los MOSFET canal N y los canal P.

FUNCIONAMIENTO El Mosfet controla el paso de la corriente entre una entrada o terminal llamado fuente sumidero (source) y una salida o terminal llamado drenador (drain), mediante la aplicación de una tensión (con un valor mínimo llamada tensión umbral) en el terminal llamado puerta (gate). Es un interruptor controlado por tensión. Al aplicar tensión conduce y cuando no hay tensión en la puerta no conduce. El transistor de efecto de campo se comporta como un interruptor controlado por tensión, donde el voltaje aplicado a la puerta permite hacer que fluya o no corriente entre drenador y fuente. El movimiento de carga se produce exclusivamente por la existencia de campos eléctricos en el interior del dispositivo.

Comparación entre Bipolares y Mosfets:

CONCLUSIONES 

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El funcionamiento de un transistor bjt. Ya sea npn o pnp, depende de la polarización que se le aplica en sus terminales, ya que una mala polarización podría funcionar mal todo el circuito en el que se le aplique o el no podría tener los resultados satisfactorios. El mosfet gracias a su gran velocidad de conmutación presenta una gran versatilidad de trabajo este puede reemplazar dispositivos como el jfet. , además se emplean para tratar señales de muy baja potencia esto es una gran ventaja ya que pueden ser utilizados en una gran gama de aplicaciones Los transistores son elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de los circuitos electrónicos. Se puede comentar que con el invento de estos dispositivos han dado un giro enorme a nuestras vidas, ya que en casi todos los aparatos electrónicos de potencia se encuentran presentes. Se conocieron los distintos tipos de transistores, así como su aspecto físico, su estructura básica y las simbologías utilizadas, pudiendo concluir que todos son distintos y que por necesidades del hombre se fueron ideando nuevas formas o nuevos tipos de transistores

BIBLIOGRAFÍA •

M.H.Rashid , Electrónica de Potencia , circuitos dispositivos y aplicaciones, tercera edición, Pearson education , México 2004 , Cap. 4

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Principios de electrónica. Principios de Electrónica, de Albert Paul Malvino, edit. Mc Graw Hill quinta edición, España 1994. Capítulo 1 Introducción. Capítulo 14 MOSFET

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M. H. Rashid. Power electronics. Circuits, devices and applications. Prentice Hall International, 2'“1 edition, 1993.