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UNIVERSIDAD VALLE DEL GRIJALVA

JORGE ANTONIO LÓPEZ TOVILLA                I.S.C.           5o. "U"

 

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Principios básicos de funcionamiento

La diferencia entre un transistor bipolar y un transistor unipolar o FET es el modo de actuación sobre el terminal de control. En el transistor bipolar hay que inyectar una corriente de base para regular la corriente de colector, mientras que en el FET el control se hace mediante la aplicación de una tensión entre puerta y fuente. Esta diferencia vienen determinada por la estructura interna de ambos dispositivos, que son substancialmente distintas.

Es una característica común, sin embargo, el hecho de que la potencia que consume el terminal de control (base o puerta) es siempre más pequeña que la potencia manejada en los otros dos terminales.

En resumen, destacamos tres cosas fundamentales:

Tiempos de conmutación


Cuando el transistor está en saturación o en corte las pérdidas son despreciables. Pero si tenemos en cuenta los efectos de retardo de conmutación, al cambiar de un estado a otro se produce un pico de potencia disipada, ya que en esos instantes el producto IC x VCE va a tener un valor apreciable, por lo que la potencia media de pérdidas en el transistor va a ser mayor. Estas pérdidas aumentan con la frecuencia de trabajo, debido a que al aumentar ésta, también lo hace el número de veces que se produce el paso de un estado a otro.

Podremos distinguir entre tiempo de excitación o encendido (ton) y tiempo de apagado (toff). A su vez, cada uno de estos tiempos se puede dividir en otros dos.

                                                                                  Tiempo de retardo (Delay Time, td): Es el tiempo que transcurre desde el                                                                                   instante en que se aplica la señal de entrada en el dispositivo conmutador                                                                                   hasta que la señal de salida alcanza el 10% de su valor final.                                                                                  

                                                                                  Tiempo de subida (Rise time, tr): Tiempo que emplea la señal de salida en                                                                                   evolucionar entre el 10% y el 90% de su valor final.

                                                                                  Tiempo de almacenamiento (Storage time, ts): Tiempo que transcurre desde                                                                                   que se quita la excitación de entrada y el instante en que la señal de salida baja                                                                                   al 90% de su valor final.

                                                                                  Tiempo de caída (Fall time, tf): Tiempo que emplea la señal de salida en                                                                                   evolucionar entre el 90% y el 10% de su valor final.

                                                                                  Por tanto, se pueden definir las siguientes relaciones :

 

 

 

 

 

 

 

 

Es de hacer notar el hecho de que el tiempo de apagado (toff) será siempre mayor que el tiempo de encendido (ton).

Los tiempos de encendido (ton) y apagado (toff) limitan la frecuencia máxima a la cual puede conmutar el transistor:


 

Otros parámetros importantes


Corriente media: es el valor medio de la corriente que puede circular por un terminal (ej. ICAV, corriente media por el colector).

Corriente máxima: es la máxima corriente admisible de colector (ICM) o de drenador (IDM). Con este valor se determina la máxima disipación de potencia del dispositivo.

VCBO: tensión entre los terminales colector y base cuando el emisor está en circuito abierto.
VEBO: tensión entre los terminales emisor y base con el colector en circuito abierto.

Tensión máxima: es la máxima tensión aplicable entre dos terminales del dispositivo (colector y emisor con la base abierta en los bipolares, drenador y fuente en los FET).

Estado de saturación: queda determinado por una caída de tensión prácticamente constante. VCEsat entre colector y emisor en el bipolar y resistencia de conducción RDSon en el FET. Este valor, junto con el de corriente máxima, determina la potencia máxima de disipación en saturación.

Relación corriente de salida - control de entrada: hFE para el transistor bipolar (ganancia estática de corriente) y gds para el FET (transconductancia en directa). 

 

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