TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR (BJT)

Del inglés bipolar junction transistor, o sus siglas BJT. Es un dispositivoelectrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.

SÍMBOLO:

   a) Transistor PNP   b) Transistor NPN

CARACTERÍSTICAS:

La mayoría de los proyectos especificarán un transistor particular, pero si fuera necesario se puede sustituirlo por un transistor equivalente dentro de un amplio rango disponible. Las más importantes propiedades a tener en cuenta son la máxima corriente de colector IC y la ganancia de corriente hFE.

 FUNCIONES: 

El tipo o función del transistor que vamos a destacar (por el momento) será como amplificador, hay que aclarar que es eso de amplificar en electrónica, por lo cual lo definiremos. Podríamos decir que amplificar es incrementar una magnitud, y que amplificación es, por lo tanto, el proceso de incrementar la intensidad de una señal. Un amplificador es un dispositivo en el que una débil corriente producida por una fuente provoca una fuerte corriente en otra fuente.

APLICACIONES: 

Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:

-Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación)

-Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia)

-Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)

-Detección de radiación luminosa (fototransistores) 

CONSTRUCCIÓN INTERNA:

La base está físicamente localizada entre el emisor y el colector y está compuesta de material semiconductor ligeramente dopado y de alta resistividad.El colector rodea la región del emisor, haciendo casi imposible para los electrones inyectados en la región de la base escapar de ser colectados, lo que hace que el valor resultante de α se acerque mucho hacia la unidad, y por eso,otorgarle al transistor una gran β.

SEMICONDUCTOR INTRINSECO

Un material semiconductor hecho sólo de un único tipo de átomo, se denomina semiconductor intrínseco.

Los más empleados históricamente son el germanio (Ge) y el silicio (Si); siendo éste último el más empleado (por ser mucho más abundante y poder trabajar a temperaturas mayores que el germanio).

Cada átomo de un semiconductor tiene 4 electrones en su órbita externa (electrones de valencia), que comparte con los átomos adyacentes formando 4 enlaces covalentes. De esta manera cada átomo posee 8 electrones en su capa más externa., formando una red cristalina, en la que la unión entre los electrones y sus átomos es muy fuerte. Por consiguiente, en dicha red, los electrones no se desplazan fácilmente, y el material en circunstancias normales se comporta como un aislante.

Sin embargo, al aumentar la temperatura, los electrones ganan energía, por lo que algunos pueden separarse del enlace e intervenir en la conducción eléctrica. De esta manera, la resistividad de un semiconductor disminuye con la temperatura (su conductividad aumenta). A temperatura ambiente, algunos electrones de valencia absorben suficiente energía calorífica para librarse del enlace covalente y moverse a través de la red cristalina, convirtiéndose en electrones libres. Si a estos electrones, se les somete al potencial eléctrico, como por ejemplo de una pila, se dirigen al polo positivo. Cuando un electrón libre abandona el átomo de un cristal de silicio, deja en la red cristalina un hueco, cuyo efecto es similar al que provocaría una carga positiva.

Los electrones y los huecos reciben el nombre de portadores. La conducción eléctrica a través de un semiconductor es el resultado del movimiento de electrones (de carga negativa) y de los huecos (cargas positivas) en direcciones opuestas al conectarse a un generador. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial se producen dos corrientes eléctricas: una debida al movimiento de los electrones libres de la estructura cristalina, y otra debida al desplazamiento de los electrones en la banda de valencia, que tenderán a saltar a los huecos próximos, originando una corriente de huecos. Los electrones libres se dirigen hacia el polo positivo de la pila (cátodo), mientras que los huecos pueden considerarse como portadores de carga positiva y se dirigen hacia el polo negativo de la pila, llamado ánodo (hay que considerar que por el conductor exterior sólo circulan los electrones que dan lugar a la corriente eléctrica; los huecos sólo existen en el seno del cristal semiconductor).

Semiconductores extrínsecos

Para mejorar las propiedades de los semiconductores, se les somete a un proceso de impurificación (llamado dopaje), consistente en introducir átomos de otros elementos con el fin de aumentar su conductividad. El semiconductor obtenido se denominará semiconductor extrínseco. Según la impureza (llamada dopante) distinguimos:

• Semiconductor tipo P : se emplean elementos trivalentes (3 electrones de valencia) como el Boro (B), Indio (In) o Galio (Ga) como dopantes. Puesto que no aportan los 4 electrones necesarios para establecer los 4 enlaces covalentes, en la red cristalina éstos átomos presentarán un defecto de electrones (para formar los 4 enlaces covalentes). De esa manera se originan huecos que aceptan el paso de electrones que no pertenecen a la red cristalina. Así, al material tipo P también se le denomina donador de huecos (o aceptador de electrones).

• Semiconductor tipo N: Se emplean como impurezas elementos pentavalentes (con 5 electrones de valencia) como el Fósforo (P), el Arsénico (As) o el Antimonio (Sb). El donante aporta electrones en exceso, los cuales al no encontrarse enlazados, se moverán fácilmente por la red cristalina aumentando su conductividad. De ese modo, el material tipo N se denomina también donador de electrones.

• Cristal tipo PN : También se le denomina unión PN, es la estructura fundamental de los componentes electrónicos comúnmente denominados semiconductores,principalmente diodos y transistores. Está formada por la unión metalúrgica de dos cristales, generalmente de silicio (Si), aunque también se fabrican de germanio (Ge), de naturalezas P y N según su composición a nivel atómico.Estos tipos de cristal se obtienen al dopar cristales de metal puro intencionadamente con impurezas, normalmente con algún otro metal o compuesto químico. Es la base del funcionamiento de la energía solar fotovoltaica.

Condensador o Capacitador

Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con el anglicismo capacitor,

 proveniente del nombre equivalente en inglés) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.

SÍMBOLOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS - CONDENSADORES o CAPACITORES SÍMBOLO DESCRIPCIÓN SÍMBOLO DESCRIPCIÓN Condensador / capacitor No polarizado Símbolo genérico Condensador / capacitor Condensador / capacitor Condensador / capacitor Condensador de armadura Condensador con caracterización de la capa exterior Condensador pasante Condensador con resistencia en serie Condensador con toma de corriente Condensador de alimentación Condensador electrolítico no polarizado Símbolos de condensadores polarizados Condensador polarizado Condensador polarizado Condensador polarizado Condensador electrolítico Positivo lado superior Condensador electrolítico Condensador electrolítico múltiple Condensador sensible a la tensión Condensador sensible a la temperatura Símbolos de condensadores variables y ajustables Condensador variable Condensador variable Condensador ajustable Condensadores variables agrupados Condensador diferencial Condensador de estator dividido Condensador variable doble  CARACTERÍSTICAS los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Esta propiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Los condensadores de capacidad fija y capacidad variable se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.  Un condensador o capacitor almacena energía cinética eléctrica. Esta energía es igual al trabajo realizado para cargarlo. El efecto neto para cargar un condensador es eliminar carga de una placa para añadirla a la otra placa.  funciones Los capacitores funcionan como reserva de energía,el almacenamiento de la energíaen elemento de circuito eléctricos en otros aspecto en el desarrollo de circuito flexibles y útiles.    Los capacitores son un componente más comunes de los circuito eléctricos y cumple varias funciones diferentes en un circuito para asi porder para el almacenamiento de energía en elemento eléctricos. FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACITANCIA:  La capacitancia depende solo de factores geométricos del propio capacitor (placas paralelas, esferico cilindrico... entre los mas comunes) tales como superficie de las placas que almacenan carga como la distancia entre ellas (determina el potencial entre las placas).  Adicionalmente la capacitancia puede ser variada, introduciendo materiales dieléctricos que por propiedades típicas del material usado permiten aumentar dicha capacitancia al variar el potencial entre las placas por la generación de cargas de polarización producidas en el dieléctrico a causa del campo eléctrico presente al interior del capacitor.