Dicen características del BJT las curvas tensión corriente de los distintos terminales del BJT.
Se dice característica de entrada la curva que expresa la tendencia de la corriente de base IB en función de la tensión de base VBE, tales como la siguiente, que se refiere al transistor NPN BCW82.
Vemos cómo la característica de entrada corresponde a la de un diodo, de hecho, entre la base y el emisor, el transistor se comporta como un diodo; vemos, de hecho, que la corriente de base es cero, cuando la VBE es menor que la tensión de umbral, que en nuestro caso coincide aproximadamente con 0,6 V, sobrepasada la tensión de umbral la corriente de base aumenta rápidamente.
Se dice características de salida las que expresan la corriente de colector IC como una función de la tensión VCE, mientras que manteniendo constante la IB; tales como las siguientes, que se refieren siempre a BCW82
Observamos que hay diferentes características de salida, cada obtenida para un valor predeterminado de la corriente de la base IB; de hecho, la primera característica, a partir de la parte inferior se ha obtenida para una IB = 5 m A; es decir, el mantenimiento de un IB constante con el aumento de VCE, al principio la IC es cero; luego aumenta linealmente y rápidamente a la rodilla; allá de la rodilla, la IC permanece prácticamente constante, incluso si se aumenta la VCE.
Las características son importantes para la determinación del punto de trabajo; Se dice punto de trabajo un punto de que se sabe la tensión y la corriente en reposo, es decir, en ausencia de señal; ejemplo, si tomo el punto P, como en el siguiente diagrama:
podemos observar que se encuentra en la característica para IB = 15 m A; la corriente de base será IB = 15 m A ; la tensión VCE es de 1,0 V; la corriente de colector será aproximadamente IC = 4,6 mA
Es dicha recta de carga, la recta que tiene como ecuación la ecuación de la malla de salida, es decir:
VCC = RC IC + VCE + RE IE
Para representarla sobre las características de salida, es necesario tomar dos puntos.
Supongamos que VCC = 2,0 V; cuando IB = 0 y IC = 0 de la ecuación de la línea de carga se obtiene que VCE = VCC; a continuación, un punto será en el eje horizontal, con coordenadas (2,0 ; 0).
Suponiendo vez que la VCE es nula, de la ecuación de la recta de carga obtenemos:
VCC = RC IC + RE IE
y descuidando la IB en relación de la IC obtenemos el segundo punto ICMAX = VCC/ (RC + RE); entonces el segundo punto tiene las coordenadas (0; VCC/ (RC + RE)); uniendo los dos puntos obtenemos la recta de carga.
Diseño del circuito de polarización
Durante el diseño del circuito de polarización usamos los siguientes criterios prácticos. Para la VCE establece un valor aproximadamente igual a VCC/2;
para la caída de tension a los bornes de RE, es decir, VE, se fija a un valor igual a VCC/10; para la corriente del divisor ID se fija una corriente igual a IC/10. Con la ayuda de las características y ecuaciones de la malla de salida y de la malla de entrada se calculan los valores de todas los resistores.
Ejemplo
Dado el BJT BCW82, de acuerdo a las características de la salida fijamos una VCC = 2,0 V; fijamos una VCE = VCC/2 = 2/2 = 1 V; fijamos VE = VCC/10 = 2/10 = 0,2 V;
Desde la salida de características escogen una característica que es central, por ejemplo la de IB =15 m A; para la lectura de la característica leemos IC = 4,6 mA; a continuación,
IE = IC + IB = 4,6 mA +15
m A = 4,615 mAEnconces
RE = VE/IE = 0,2/0,004615 = 43 WA partir de la ecuación de la recta de carga se calculamos RC;
RC = (VCC - VCE - VE)/IC = (2 - 1 - 0,2) /0,0046 = 0,8/0,0046 = 173
WComprobamos:
ICMAX = VCC/ (RC + RE) = 2/( 173 + 43) = 9,25 mA;
mientras que en el diagrama de las características de salida leemos
9 mA; los dos valores, además de los errores gráficos, son fiables.Para calcular el divisor, para la característica de entrada se sacamos una VBE = 0,8 V; por lo que:
R2 I2 = VBE + VE = 0,8 + 0,2 = 1 V
Desde I2 = ID = IC/10 = 4,6 /10 mA = 0,46 mA, obtenemos:
R2 = 1/0,00046 = 2174
WParar
R1 siendoR1 I1 = VCC - R2 I2 = 2 - 1 = 1 V
y siendo
I1 = ID + IB = 0,46 ma + 15
m A = 0,475 mAObtenemos:
R1 = 1/ 0,000475 = 2105 WPor supuesto que usted elija el valor comercial cercano a los teóricos.
EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR
El transistor, adecuadamente polarizado, se puede utilizar como un interruptor que puede ser abierto o cerrado, mediante el ajuste de la corriente de base. Considere el siguiente circuito:
Cuando el interruptor está abajo, la tensión VBE = 0; la corriente de base IB = 0; la IC = 0; el transistor está prohibido, no conduce y se comporta como un circuito abierto. La tensión de salida en el colector asume el valor máximo Vs = VCC.
Cuando, en cambio, movemos hacia arriba el interruptor, la base del transistor es directamente polarizada, el transistor entra en saturación, la IC asume el valor máximo, el transistor se comporta como un circuito cerrado. La tensión de salida asume el valor Vs = 0.
Si tenemos en cuenta las características de salida del BJT:
Podemos considerar tres zonas:
1 - Zona de saturación: es la zona en la que el transistor conduce, IC alcanza el valor máximo, VCE asume valores muy bajos.
2 - Zona activa: es la zona central de las características, en esa zona se utiliza como un amplificador, que tiene un comportamiento bastante lineal.
3 - Zona de interdicción: es la zona en la que el transistor se comporta como un circuito abierto, IC asume valores muy bajos, VCE valores muy altos.
2014
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