1. TRANSISTOR
. TRANSISTORE es un dispositivo electrónico semiconductor
que cumple funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. TIPOS
DE TRANSISTORESTRANSISTOR DE CONTACTO PUNTUAL
Llamado también transistor de punta de contacto, fue el
primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en
1947 por J. Bardeen y W. Brattain.Consta de una base de
germanio, semiconductor para entonces mejor conocido
que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se
apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen
el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de
modular la resistencia que se "ve"en el colector, de ahí el
nombre de "transfer resistor". Se basa en efectos de
superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar
(las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía
desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el
transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor
ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.

2. TRANSISTOR DE UNIÓN
BIPOLAR.
El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica
básicamente sobre un mono cristal de Germanio, Silicio o Arsénico 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 delas 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 zonaP de aceptadores o "huecos"
(cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos
aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes Nal
Arsénico (As) o Fósforo(P).La configuración de uniones PN, dan como
resultado transistores PNP oNPN, 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 designo 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.

3. TRANSISTOR DE UNIÓN
UNIPOLAR O DE EFECTO DE
CAMPO de efecto de campo de
El transistor de unión unipolar, también llamado
unión(JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo
forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los
terminales de la barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un
transistor de efecto decampo tipo N de la forma más básica. Si se difunden
dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente
entre sí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos
surtidor y al otro drenado. Aplicando tensión positiva entre el drenador y el
surtidor y conectando a puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a
la que llamaremos corriente de drenador con polarización cero. Con un
potencial negativo de puerta al que llamamos tensión de
estrangulamiento, cesa la conducción en el canal.El transistor de efecto de
campo, o FET por sus siglas en inglés, que controla lacorriente en función de
una tensión; tienen alta impedancia de entrada.Transistor de efecto de
campo de unión, JFET, construido mediante una unión PN.Transistor de
efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se
aísla del canal mediante un dieléctrico. Transistor de efecto de campo
MOS, MOSFET, donde MOS significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este
caso la compuerta es metálica y está separada del canal semiconductor
por una capa de óxido.

4. FOTOTRANSISTOR
Los fototransistores son sensibles a la radiación
electromagnética en frecuencias cercanas a la
de la luz visible; debido a esto su flujo de corriente
puede ser regulado por medio de la luz incidente.
Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un
transistor normal, sólo que puede trabajar de 2
maneras diferentes: Como un transistor normal con
la corriente de base (IB) (modo común).Como
fototransistor, cuando la luz que incide en este
elemento hace las veces de corriente de base.
(IP) (modo de iluminación)

5. Son las siglas de Metal Oxide Semiconductor
Field Effect Transistor. Consiste en un transistor de
efecto de campo basado en la estructura MOS.
Es el transistor más utilizado en la industria
microelectrónica. La práctica totalidad de los
circuitos integrados de uso comercial están
basados en transistores MOSFET.
Fue ideado teóricamente por el alemán Julius
Von Edgar Lilienfeld en 1930, aunque debido a
problemas de carácter tecnológico y el
desconocimiento acerca de cómo se comportan
los electrones sobre la superficie del
semiconductor no se pudieron fabricar hasta
décadas más tarde. Tambien se llama mosfet a
los aislados por juntura de dos componentes.

6. Funcionamiento
Un transistor MOSFET consiste en un sustrato de material semiconductor
dopado en el que separadas por un área sobre la cual se hace crecer una
capa de dieléctrico culminada por una capa de conductor.
Tipos de Mosfet
Los transistores MOSFET se dividen en dos tipos fundamentales dependiendo
de cómo se haya realizado el dopaje: Tipo nMOS: Sustrato de tipo p y
difusiones de tipo n. Tipo pMOS: Sustrato de tipo n y difusiones de tipo p. Las
áreas de difusión se denominan fuente y drenador, y el conductor entre
ellos es la puerta.
Estados de los Mosfet
El transistor MOSFET tiene tres estados de funcionamiento:
Estado de corte
Estado de corte Cuando la tensión de la puerta es idéntica a la del sustrato.
Estado de NO conducción
El MOSFET está en estado de no conducción: ninguna corriente fluye entre
fuente y drenador aunque se aplique una diferencia de potencial entre
ambos.
Conducción lineal
Al polarizarse la puerta con una tensión negativa (pMOS) o positiva
(nMOS), se crea una región de deplexión en la región que separa la fuente
y el drenador. Si esta tensión crece lo suficiente, aparecerán portadores
minoritarios (electrones en nMOS, huecos en pMOS) en la región de
deplexión que darán lugar a un canal de conducción.

7. Características eléctricas del JFET
• El JFET de canal n está constituido por una barra de silicio de material
semiconductor de tipo n con dos regiones (islas) de material tipo p
situadas a ambos lados. Es un elemento tri-terminal cuyos terminales se
denominan drenador (drain), fuente (source) y puerta (gate).
• La polarización de un JFET exige que las uniones p-n estén inversamente
polarizadas. En un JFET de canal n, o NJFET, la tensión de drenador debe
ser mayor que la de la fuente para que exista un flujo de corriente a
través de canal. Además, la puerta debe tener una tensión más
negativa que la fuente para que la unión p-n se encuentre polarizado
inversamente.
• Las curvas de características eléctricas de un JFET son muy similares a las
curvas de los transistores bipolares. Sin embargo, los JFET son dispositivos
controlados por tensión a diferencia de los bipolares que son dispositivos
controlados por corriente.
• Por ello, en el JFET intervienen como parámetros: ID (intensidad drain o
drenador a source o fuente), VGS (tensión gate o puerta a source o
fuente) y VDS (tensión drain o drenador a source o fuente). Se definen
cuatro regiones básicas de operación: corte, lineal, saturación y ruptura.
A continuación se realiza una descripción breve de cada una de estas
regiones para el caso de un NJFET.

8. TRANSISTOR

9. Ventajas
Ventajas del FET
1) Son dispositivos controlados por tensión con una
impedancia de entrada muy elevada (107 a 1012 ohmios).
2) Los FET generan un nivel de ruido menor que los BJT.
3) Los FET son más estables con la temperatura que los BJT.
4) Los FET son más fáciles de fabricar que los BJT pues
precisan menos pasos y permiten integrar más dispositivos
en un CI.
5) Los FET se comportan como resistencias controlados por
tensión para valores pequeños de tensión drenaje-fuente.
6) La alta impedancia de entrada de los FET les permite
retener carga el tiempo suficiente para permitir su
utilización como elementos de almacenamiento.
7) Los FET de potencia pueden disipar una potencia
mayor y conmutar corrientes grandes.

10. Desventajas
Desventajas que limitan la utilización de los FET
1.Los FET presentan una respuesta en frecuencia
pobre debido a la alta capacidad de entrada .
2. Los FET presentan una linealidad muy pobre, y en
general son menos lineales que los BJT.
3.Los FET se pueden dañar debido a la electricidad
estática. En este apartado se estudiarán
previamente las características de ambos dispositivos
orientadas principalmente a sus aplicaciones
analógicas.

11. TRANSISTOR JFET
• Encapsulado de un JFET de baja potencia, similar a
un BJT
• El transistor JFET (Junction Field Efect Transistor, que
se traduce como transistor de efecto de campo) es
un dispositivo electrónico activo unipolar.
• Historia
• Desde 1953 se propuso su fabricación por Van
Nostrand (5 años después de los BJT). Aunque su
fabricación no fue posible hasta mediados de los
años 80.
•

12. Funcionamiento básico
• El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es en realidad
una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la
conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET pueden
plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial.
• Tienen tres terminales, denominadas puerta (gate), drenador (drain) y fuente
(source). La puerta es la terminal equivalente a la base del BJT. 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.
• Así como los transistores bipolares se dividen en NPN y PNP, los de efecto de
campo o FET son también de dos tipos: canal n y canal p, dependiendo de si la
aplicación de una tensión positiva en la puerta pone al transistor en estado de
conducción o no conducción, respectivamente.
• El JFET es un transistor de efecto de campo, es decir, su funcionamiento se basa en
las zonas de deplexión que rodean a cada zona P al ser polarizadas inversamente.
• Cuando aumentamos la tensión en el diodo compuerta-fuente, las zonas de
deplexión se hacen más grandes, lo cual hace que la corriente que va de fuente
a drenaje tenga más difucultades para atravesar el canal que se crea entre las
zonas de deplexión, cuanto mayor es la tension inversa en el diodo compuerta-
fuente, menor es la corriente entre fuente y drenaje.
• Por esto, el JFET es un dispositivo controlado por tensión y no por corriente. Casi
todos los electrones que pasan a través del canal creado entre las zonas de
deplexión van al drenaje, por lo que la corriente de drenaje es igual a la corriente
de fuente .

13. Funcionamiento básico

14. • El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es en
realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para
controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los
FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de
potencial.
• Tienen tres terminales, denominadas puerta (gate), drenador (drain) y fuente
(source). La puerta es la terminal equivalente a la base del BJT. 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.
• Así como los transistores bipolares se dividen en NPN y PNP, los de efecto de
campo o FET son también de dos tipos: canal n y canal p, dependiendo de si
la aplicación de una tensión positiva en la puerta pone al transistor en estado
de conducción o no conducción, respectivamente.
• El JFET es un transistor de efecto de campo, es decir, su funcionamiento se
basa en las zonas de deplexión que rodean a cada zona P al ser polarizadas
inversamente.
• Cuando aumentamos la tensión en el diodo compuerta-fuente, las zonas de
deplexión se hacen más grandes, lo cual hace que la corriente que va de
fuente a drenaje tenga más difucultades para atravesar el canal que se crea
entre las zonas de deplexión, cuanto mayor es la tension inversa en el diodo
compuerta-fuente, menor es la corriente entre fuente y drenaje.

15. Por esto, el JFET es un dispositivo controlado por
tensión y no por corriente. Casi todos los electrones
que pasan a través del canal creado entre las zonas
de deplexión van al drenaje, por lo que la corriente
de drenaje es igual a la corriente de fuente .

16. características

17. Curvas características de un JFET
canal N

18. • Este tipo de transistor se polariza de manera diferente al
transistor bipolar. La terminal de drenaje se polariza
positivamente con respecto al terminal de fuente (Vdd)
y la compuerta se polariza negativamente con respecto
a la fuente (-Vgg).
• A mayor voltaje -Vgg, más angosto es el canal y más
difícil para la corriente pasar del terminal drenador
(drain) al terminal fuente o source. La tensión -Vgg para
la que el canal queda cerrado se llama punch-off y es
diferente para cada JFET.
• El transistor de juntura bipolar es un dispositivo operado
por corriente y requieren que halla cambios en la
corriente de base para producir cambios en la corriente
de colector. El JFET es controlado por tensión y los
cambios en tensión de la compuerta a fuente
modifican la región de rarefacción (deplexión) y causan
que varíe el ancho del canal.

19. Transistor Canal N

20. Transistor de canal N
• Todas las regiones
• Además se cumple:
• Región de corte
• Región de triodo
• Entonces se puede despreciar dicho término en la
ecuación quedando:
• Región de estrangulamiento
• Generalmente el valor de se puede
despreciar, quedando así la ecuación:

21. Transistor Canal P

22. • Todas las regiones
• Además se cumple:
• Región de corte
• Región de triodo
• Entonces se puede despreciar dicho término en la
ecuación quedando:
• Región de estrangulamiento
• Generalmente el valor de se puede
despreciar, quedando así la ecuación:

23. Modelo del transistor JFET a
pequeña señal

24. • Se observa que éste funciona como una fuente
dependiente de corriente controlada por el voltaje
compuerta-fuente. La impedancia de entrada de
este dispositivo es lo suficientemente alta como
para no incluirla en el modelo, a diferencia de lo
que ocurre con el transistor BJT.
• Para que el modelo de pequeña señal tenga
validez, debe cumplirse la siguiente condición:
• Esta condición, en general es utilizada para el
diseño y análisis de amplificadores, sobre todo para
conocer el rango de valores en amplitud que
puede soportar el amplificador en la entrada sin
que haya distorsión en la señal de salida.

25. Modelo en SPICE
• Modelo manejado por el programa SPICE
• En la imagen se observa el modelo que maneja el programa SPICE al
momento de realizar simulaciones. Nótese que, a diferencia del modelo
de pequeña señal, aquí se incluyen otros componentes que permiten
determinar el comportamiento del JFET en un rango de frecuencias más
amplio, así como amplitudes de señal no necesariamente pequeñas. Es
de notarse que se agregan diodos al modelo.
• En el presente artículo no se pretende hacer un análisis profundo sobre
dicho modelo, simplemente se menciona como referencia para estudios
posteriores por parte del interesado. Para una mejor comprensión de los
parámetros que se utilizan véase Modelo del JFET en SPICE.
• Es importante recordar que los modelos sólo simplifican el análisis
realizado por el programa correspondiente durante la simulación de un
circuito. Para el caso de los transistores JFET los modelos usados dan
excelentes resultados, sin embargo existen otros dispositivos en los que
no es posible obtener simulaciones precisas, principalmente por el tipo
de curvas características que éstos exhiben (si sus curvas presentan
discontinuidades pronunciadas, sensibilidad al ruido, sensibilidad a los
cambios de temperatura, etc.).