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    Previo 5 Domingo Teodoro Mendoza Rosales

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    Este documento explica las curvas características de un transistor bipolar (BJT) y describe sus tres regiones de operación (saturación, activa y ruptura). También analiza el circuito de un BJT usando un modelo de señal grande y deduce las ecuaciones para la corriente de base (IB), corriente de colector (IC) y voltaje colector-emisor (VCE).

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    Este documento explica las curvas características de un transistor bipolar (BJT) y describe sus tres regiones de operación (saturación, activa y ruptura). También analiza el circuito de un BJT usando un modelo de señal grande y deduce las ecuaciones para la corriente de base (IB), corriente de colector (IC) y voltaje colector-emisor (VCE).

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    Este documento explica las curvas características de un transistor bipolar (BJT) y describe sus tres regiones de operación (saturación, activa y ruptura). También analiza el circuito de un BJT usando un modelo de señal grande y deduce las ecuaciones para la corriente de base (IB), corriente de colector (IC) y voltaje colector-emisor (VCE).

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    1. Explique las curvas características de un transistor bipolar BJT.

    Identifique cada región de operación y explique cada una de ellas.


    Una curva característica es un grafico donde se muestra la
    variación de corriente en el colector, IC, con el voltaje en el colector con
    respecto al emisor, VCE, con valores especificados de corriente de
    base, IB.

    A partir del diagrama se puede suponer que VBB se ajusta para


    producir un cierto valor de IB y que VCC es cero. En esta condición,
    tanto la unión base-emisor como la unión base-colector están
    polarizadas en directa porque la base está a aproximadamente 0.7 V, en
    tanto que el emisor y el colector están a 0 V. La corriente de base circula
    a través de la unión base-emisor debido a la trayectoria de baja
    impedancia hacia tierra y, por consiguiente, IC es cero. Cuando ambas
    uniones están polarizadas en directa, el transistor se encuentra en la
    región de saturación de su operación; el estado de un BJT en el cual la
    corriente en el colector alcanza un máximo independientemente de la
    corriente en la base.
    A medida que VCC se incrementa, VCE lo hace a medida que la
    corriente de colector se incrementa y IC se incrementa a medida que
    VCC lo hace, porque VCE permanece a menos de 0.7 V debido a la
    unión base-colector polarizada en directa.
    Idealmente, cuando VCE excede de 0.7 V, la unión base-colector
    se polariza en inversa y el transistor entra a la región lineal o activa de
    su operación. Una vez que la unión base-colector se polariza en inversa,
    IC se nivela y permanece esencialmente constante para un valor dado
    de IB a medida que VCE continúa incrementándose. En realidad, IC se
    incrementa muy poco a medida de VCE se incrementa debido al
    ensanchamiento de la región de empobrecimiento base-colector. Esto
    produce pocos huecos para recombinación en la base lo que
    efectivamente provoca un incremento leve de β CD.
    Cuando VCE alcanza un voltaje suficientemente alto, la unión
    base-colector polarizada en inversa entra en la condición de ruptura, y la
    corriente de colector se incrementa con rapidez. Un transistor nunca
    debe ser operado en esta región de ruptura.
    Se produce una familia de curvas características cuando IC
    contra VCE se traza para varios valores de IB. Cuando IB 0, el
    transistor se encuentra en la región de corte, aunque existe un corriente
    de fuga muy pequeña en el colector, como se indica. Corte es el estado
    de no conducción de un transistor. La cantidad de corriente de fuga en
    el colector con IB 0 está exagerada en la gráfica en aras de la claridad.
    2. Analice el circuito de la figura 1 usando un modelo de señal grande;
    determine las ecuaciones (suponiendo operación en el modo activo) para IB,
    IC y VCE.

    Para IB se puede deducir mediante

    V BB−v BE
    iB =
    RB

    Donde usualmente se tiene que v BE ∈ [ 0.6 V ,0.7 V ]

    Para
    V BB−v BE
    i C =β i B=β
    RB

    V BB−v BE
    i C =β
    RB

    Donde para este transistor se tiene que β=330

    En la segunda parte, mediante ley de voltajes se obtienen

    V CC −i C RC −v CE =0

    vCE =V CC−i C R C

    Por lo que

    vCE =V CC−i C β ( V BB−v BE


    RB )
    Referencias

     Neamen, D. (2010) Microelectronics: Circuit Analysis and Design. 4°


    edición. McGraw Hill. México.
     Jeager, R. (2011) Microelectronic Circuit Design. 4° edición. McGraw Hill.
    México.
     Floyd, T. (2008) Dispositivos eléctricos. 8° edición. Pearson. México.
     Hernández, J. (s.f.) Apuntes de dispositivos y circuitos electrónicos.
    Recuperado de:
    http://profesores.fi-b.unam.mx/jesmafco/apuntes/aa/Clase_Dispositivos.pdf

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