Transistores.pdf
DiegoGarcaMedina1
353 views
136 slides
Mar 23, 2023
Slide 1 of 136
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
About This Presentation
Transistores
Slide Content
FUNDAMENTOS DE
ELECTRÓNICA
CURSO 2020-2021
TEMA 5
TRANSISTORES
23 de septiembre de 2020
ELECTRÓNICA
CURSO 2020-2021
TEMA 5
TRANSISTORES
23 de septiembre de 2020
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
2
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
2
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Eltransistorbipolardeuniónfueelprimerdispositivo
activodeestadosólido.Fueronconstruidos
originalmenteenGermanio
Inventadoen1949enlosLaboratoriosBellporW.
Shockley,J.BardeenyW.Brattain(PremioNobelde
Físicaen1956)
ElBJT(bipolarjunctiontransistor)estáformadopordos
unionesPNcontresterminalesllamadosemisor,basey
colector.Haydostipos,npnypnp:
INTRODUCCIÓN
3
Tema 5. Transistores
Eltransistorbipolardeuniónfueelprimerdispositivo
activodeestadosólido.Fueronconstruidos
originalmenteenGermanio
Inventadoen1949enlosLaboratoriosBellporW.
Shockley,J.BardeenyW.Brattain(PremioNobelde
Físicaen1956)
ElBJT(bipolarjunctiontransistor)estáformadopordos
unionesPNcontresterminalesllamadosemisor,basey
colector.Haydostipos,npnypnp:
INTRODUCCIÓN
3
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Enprincipioexistesimetríaentreemisorycolector,pero
elemisorsedefinecomoelmásdopadodelosdos
La estructura se corresponde con el siguiente símbolo:
DESCRIPCIÓN
4
Laflechadelsímbolo:
•está situada junto
al emisor
•indica el sentido
de la corriente
•Su dirección es de
P a N
Tema 5. Transistores
Enprincipioexistesimetríaentreemisorycolector,pero
elemisorsedefinecomoelmásdopadodelosdos
La estructura se corresponde con el siguiente símbolo:
DESCRIPCIÓN
4
Laflechadelsímbolo:
•está situada junto
al emisor
•indica el sentido
de la corriente
•Su dirección es de
P a N
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
EnunauniónPNendirectaseproduceunmovimientode
portadoresmayoritarios,loqueresultaenunacorrienteenel
sentidoindicadoporeldiodo
EnunauniónPNeninversaseproduceunmovimientode
portadoresminoritarios,loqueresultaenunacorrientemuy
pequeñaensentidoopuestoalindicadoporeldiodo
UNIÓN PN
5
Tema 5. Transistores
EnunauniónPNendirectaseproduceunmovimientode
portadoresmayoritarios,loqueresultaenunacorrienteenel
sentidoindicadoporeldiodo
EnunauniónPNeninversaseproduceunmovimientode
portadoresminoritarios,loqueresultaenunacorrientemuy
pequeñaensentidoopuestoalindicadoporeldiodo
UNIÓN PN
5
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Laprimeraintuición,quesería
pensareltransistorPNPcomo
dosdiodosindependientes,
conllevaparaestecasolaunión
base-emisorestéendirectayla
uniónbase-colectoreninversa,y
enconsecuenciaunacorrientede
colectorI
Cnula.
EstemodeloesERRONEO.
UNIÓN PNP
6
Tema 5. Transistores
Laprimeraintuición,quesería
pensareltransistorPNPcomo
dosdiodosindependientes,
conllevaparaestecasolaunión
base-emisorestéendirectayla
uniónbase-colectoreninversa,y
enconsecuenciaunacorrientede
colectorI
Cnula.
EstemodeloesERRONEO.
UNIÓN PNP
6
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
1.Loshuecosseinyectandesdeel
emisorhastaelcolector
2.Unapartedeloshuecos
inyectadosnolleganhastael
colectoryaqueserecombinan
conloselectronesenlabase
3.Corrienteinversadesaturación
entrelabaseyelcolector,yaque
esauniónPNestáeninversa
4.Loselectronessemuevendesde
labasealemisoryaqueesa
uniónPNestáendirecta
FLUJOS DE PORTADORES
7
Conclusión: La corriente de
colector I
Ces NO nula
Tema 5. Transistores
1.Loshuecosseinyectandesdeel
emisorhastaelcolector
2.Unapartedeloshuecos
inyectadosnolleganhastael
colectoryaqueserecombinan
conloselectronesenlabase
3.Corrienteinversadesaturación
entrelabaseyelcolector,yaque
esauniónPNestáeninversa
4.Loselectronessemuevendesde
labasealemisoryaqueesa
uniónPNestáendirecta
FLUJOS DE PORTADORES
7
Conclusión: La corriente de
colector I
Ces NO nula
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Elefectodominanteeslainyección
deportadoresdeemisoracolector,
yaque:
Lacorrienteinversadesaturación
esmuypequeña
Enunbuentransistor:
–Labaseesestrecha,porloque
seproducepocarecombinación
enbase
–Elemisorestámuydopado,porlo
quelainyeccióndesdeelemisor
haciaelcolectoresmuysuperior
alaquehaydesdebasehacia
emisor
FLUJOS DE PORTADORES
8
Conclusión:
??????
�≈??????
�??????
�≈0
Tema 5. Transistores
Elefectodominanteeslainyección
deportadoresdeemisoracolector,
yaque:
Lacorrienteinversadesaturación
esmuypequeña
Enunbuentransistor:
–Labaseesestrecha,porloque
seproducepocarecombinación
enbase
–Elemisorestámuydopado,porlo
quelainyeccióndesdeelemisor
haciaelcolectoresmuysuperior
alaquehaydesdebasehacia
emisor
FLUJOS DE PORTADORES
8
Conclusión:
??????
�≈??????
�??????
�≈0
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Cuandolauniónbase-emisorestáendirectayla
uniónbase-colectorestáeninversalastrescorrientes
(I
B,I
CeI
E)sonnonulasyproporcionalesentresí.
Definimos el parámetro ??????
�:
??????
�≡
??????
�
??????
�
⇒ቊ
??????
�=??????
�??????
�
??????
�=??????
�+??????
�=??????
�+1??????
�
En un buen transistor:
??????
�≈0⇒??????
�↑↑↑ቊ
??????
�≅200������������
??????
�≅50(������������)
CORRIENTES EN EL BJT
9
Tema 5. Transistores
Cuandolauniónbase-emisorestáendirectayla
uniónbase-colectorestáeninversalastrescorrientes
(I
B,I
CeI
E)sonnonulasyproporcionalesentresí.
Definimos el parámetro ??????
�:
??????
�≡
??????
�
??????
�
⇒ቊ
??????
�=??????
�??????
�
??????
�=??????
�+??????
�=??????
�+1??????
�
En un buen transistor:
??????
�≈0⇒??????
�↑↑↑ቊ
??????
�≅200������������
??????
�≅50(������������)
CORRIENTES EN EL BJT
9
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Paraobtenerunmodelogeneral
incluimosdosdiodosyuna
fuentedecorrientequede
cuentadelanuevaposibilidad
paraelmovimientodelos
portadoresinyectadosdesdeel
emisoralcolector(β
FI
be)o
viceversa(β
RI
bc).
Vamosabuscarlasecuaciones
quesederivandeestemodelo
segúnelestadodelosdiodos
4combinacionesparalos
diodos,4regionesdeoperación
MODELO DE DIODOS ACOPLADOS
10
Tema 5. Transistores
Paraobtenerunmodelogeneral
incluimosdosdiodosyuna
fuentedecorrientequede
cuentadelanuevaposibilidad
paraelmovimientodelos
portadoresinyectadosdesdeel
emisoralcolector(β
FI
be)o
viceversa(β
RI
bc).
Vamosabuscarlasecuaciones
quesederivandeestemodelo
segúnelestadodelosdiodos
4combinacionesparalos
diodos,4regionesdeoperación
MODELO DE DIODOS ACOPLADOS
10
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Elmodelode
diodosacoplados
funciona para
ambostiposde
transistores,
modificandoel
sentidodecada
diodoyporlo
tantodelafuente
decorriente.
MODELO DE DIODOS ACOPLADOS
11
NPNPNP
La corriente de base I
Ben un transistor
NPN solo entra, mientras que en un
transistor PNP solo sale
Tema 5. Transistores
Elmodelode
diodosacoplados
funciona para
ambostiposde
transistores,
modificandoel
sentidodecada
diodoyporlo
tantodelafuente
decorriente.
MODELO DE DIODOS ACOPLADOS
11
NPNPNP
La corriente de base I
Ben un transistor
NPN solo entra, mientras que en un
transistor PNP solo sale
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Activa directa
–Unión base-emisor en directa, Unión base-colector en inversa
Saturación
–Ambas uniones en directa
Corte
–Ambas uniones en inversa
Activa inversa
–Unión base-emisor en inversa, Unión base-colector en directa
Ruptura
REGIONES DE OPERACIÓN
12
Tema 5. Transistores
Activa directa
–Unión base-emisor en directa, Unión base-colector en inversa
Saturación
–Ambas uniones en directa
Corte
–Ambas uniones en inversa
Activa inversa
–Unión base-emisor en inversa, Unión base-colector en directa
Ruptura
REGIONES DE OPERACIÓN
12
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Es la ya descrita, con inyección de portadores de emisor a colector.
Unión BE en directa: �
��≈0,6−0,8�
Unión BC en inversa: ??????
��≈0
Las corrientes son proporcionales entre sí.
La diferencia de tensión entre base y emisor es constante.
REGIÓN ACTIVA DIRECTA
13
Modelo de diodos acoplados Circuito equivalente
??????
�=??????
�??????
�??????
�=??????
�+1??????
��
��=0,7�
Tema 5. Transistores
Es la ya descrita, con inyección de portadores de emisor a colector.
Unión BE en directa: �
��≈0,6−0,8�
Unión BC en inversa: ??????
��≈0
Las corrientes son proporcionales entre sí.
La diferencia de tensión entre base y emisor es constante.
REGIÓN ACTIVA DIRECTA
13
Modelo de diodos acoplados Circuito equivalente
??????
�=??????
�??????
�??????
�=??????
�+1??????
��
��=0,7�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
UniónBEendirecta:�
��≈0,6−0,8�
UniónBCendirecta:�
�C≈0,5−0,7�
–Elemisorestámásdopadoporloqueelvoltajeumbraldelaunión
base-emisoresligeramentemayor
–Seproduceinyeccióndeportadoresenambossentidos.
Latensióncolector-emisor�
��=�
��−�
��esmuypequeña.
Lascorrientesnosonproporcionalesatravésdelparámetroβ
F.
REGIÓN DE SATURACIÓN
14
Modelo de diodos acoplados
ൠ
??????
�=??????
�??????
�??????−??????
�??????
��−??????
��
??????
�=??????
�??????+??????
��
??????
�≤??????
�??????
�
Tema 5. Transistores
UniónBEendirecta:�
��≈0,6−0,8�
UniónBCendirecta:�
�C≈0,5−0,7�
–Elemisorestámásdopadoporloqueelvoltajeumbraldelaunión
base-emisoresligeramentemayor
–Seproduceinyeccióndeportadoresenambossentidos.
Latensióncolector-emisor�
��=�
��−�
��esmuypequeña.
Lascorrientesnosonproporcionalesatravésdelparámetroβ
F.
REGIÓN DE SATURACIÓN
14
Modelo de diodos acoplados
ൠ
??????
�=??????
�??????
�??????−??????
�??????
��−??????
��
??????
�=??????
�??????+??????
��
??????
�≤??????
�??????
�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Consideramosquelafronteraentrelaregiónactivaylaregiónde
saturaciónesV
CE=0,2V.
LÍMITE ACTIVA-SATURACIÓN
15
Circuito equivalente en saturaciónCircuito equivalente en activa
??????
�=??????
�??????
��
��=0,7�
�
��≥0,2�??????
�,??????
�≥0
??????
�≤??????
�??????
��
��=0,7�
�
��=0,2�??????
�,??????
�≥0
Tema 5. Transistores
Consideramosquelafronteraentrelaregiónactivaylaregiónde
saturaciónesV
CE=0,2V.
LÍMITE ACTIVA-SATURACIÓN
15
Circuito equivalente en saturaciónCircuito equivalente en activa
??????
�=??????
�??????
��
��=0,7�
�
��≥0,2�??????
�,??????
�≥0
??????
�≤??????
�??????
��
��=0,7�
�
��=0,2�??????
�,??????
�≥0
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Ambas uniones están en inversa
Por lo tanto, tampoco hay inyección de portadores entre el emisor y
el colector
Las corrientes son prácticamente nulas:
Ambas uniones en inversa implica:
REGIÓN DE CORTE
16
Circuito equivalenteModelo de diodos acoplados
??????
�=??????
�=??????
�=0
�
��≤0,7��
��≤0,6�
Tema 5. Transistores
Ambas uniones están en inversa
Por lo tanto, tampoco hay inyección de portadores entre el emisor y
el colector
Las corrientes son prácticamente nulas:
Ambas uniones en inversa implica:
REGIÓN DE CORTE
16
Circuito equivalenteModelo de diodos acoplados
??????
�=??????
�=??????
�=0
�
��≤0,7��
��≤0,6�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Unión BC en directa: |�
��|≈0,5−0,7�
Unión BE en inversa: ??????
�??????≈0
Comportamientoanálogoaregiónactivadirectapero:
–Seproduceinyeccióndeportadoresexclusivamenteensentidoinverso
alazonaactivadirecta(esdecir,desdecolectoraemisor),locuales
menoseficiente(??????
�<<??????
�)
–Porlotanto,nointeresatrabajarenestazona
REGIÓN ACTIVA INVERSA
17
Modelo de diodos acoplados
??????
�=−??????
�??????
�
Circuito equivalente
ൠ
�
��=0,6�
�
��≤0,7�
�
��=�
��−�
��≤0
Corrientes I
Ee I
Cen
sentido contrario
Implica V
CEnegativa
??????
�=−(??????
�+1)??????
�
Tema 5. Transistores
Unión BC en directa: |�
��|≈0,5−0,7�
Unión BE en inversa: ??????
�??????≈0
Comportamientoanálogoaregiónactivadirectapero:
–Seproduceinyeccióndeportadoresexclusivamenteensentidoinverso
alazonaactivadirecta(esdecir,desdecolectoraemisor),locuales
menoseficiente(??????
�<<??????
�)
–Porlotanto,nointeresatrabajarenestazona
REGIÓN ACTIVA INVERSA
17
Modelo de diodos acoplados
??????
�=−??????
�??????
�
Circuito equivalente
ൠ
�
��=0,6�
�
��≤0,7�
�
��=�
��−�
��≤0
Corrientes I
Ee I
Cen
sentido contrario
Implica V
CEnegativa
??????
�=−(??????
�+1)??????
�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Enactiva:
–launiónbase-emisorestáendirecta,loqueconllevaunatensiónentre
baseyemisoraproximadamenteconstante(�
��≈0,7�)
–launiónbase-colectorestáeninversa,loqueconllevaunatensión
entrecolectoryemisormínima(�
��>0,2�)
�
��=�
��−�
��<0,5�
�
��↑↑⇒�
��↓↓
Para�
��elevadas,latensiónenlauniónbase-colector�
��tiendea
serunvoltajemuynegativo,porloqueexisteriesgodequelaunión
base-colectorentreenregiónderuptura
REGIÓN DE RUPTURA
18
Tema 5. Transistores
Enactiva:
–launiónbase-emisorestáendirecta,loqueconllevaunatensiónentre
baseyemisoraproximadamenteconstante(�
��≈0,7�)
–launiónbase-colectorestáeninversa,loqueconllevaunatensión
entrecolectoryemisormínima(�
��>0,2�)
�
��=�
��−�
��<0,5�
�
��↑↑⇒�
��↓↓
Para�
��elevadas,latensiónenlauniónbase-colector�
��tiendea
serunvoltajemuynegativo,porloqueexisteriesgodequelaunión
base-colectorentreenregiónderuptura
REGIÓN DE RUPTURA
18
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Curvasquerepresentanlacorrientedecolectorfrentealatensión
colector-emisor,enfuncióndelacorrientedebase
ZONA DE
SATURACIÓN
ZONA DE
RUPTURA
ZONA DE CORTE
ZONA ACTIVA
Circuitos de
conmutación
Amplificador
CURVA CARACTERÍSTICA DE SALIDA
19
V
CE= 0,2 V
I
C= β
FI
B
I
C= 0
Tema 5. Transistores
Curvasquerepresentanlacorrientedecolectorfrentealatensión
colector-emisor,enfuncióndelacorrientedebase
ZONA DE
SATURACIÓN
ZONA DE
RUPTURA
ZONA DE CORTE
ZONA ACTIVA
Circuitos de
conmutación
Amplificador
CURVA CARACTERÍSTICA DE SALIDA
19
V
CE= 0,2 V
I
C= β
FI
B
I
C= 0
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
RESUMEN
20
Unión emisora
Directa Inversa
Unión colectora
Directa
Saturación
�
��=0,7�
�
��=0,2�
??????
�≤??????
�??????
�
??????
�,??????
�≥0
Inversa
�
��=0,6�
�
��<0�
??????
�=−??????
�??????
�
Inversa
Activa
�
��=0,7�
�
��≥0,2�
??????
�=??????
�??????
�
??????
�,??????
�≥0
Corte
�
��≤0,7�
�
��≤0,6�
??????
�=??????
�=0
NPN
La tensión V
BEcon la unión
emisora en directa es dato
del problema. Puede oscilar
desde 0,6 a 0,8 V.
Los problemas propuestos admiten soluciones
exclusivamente en activa, saturación y corte
Tema 5. Transistores
RESUMEN
20
Unión emisora
Directa Inversa
Unión colectora
Directa
Saturación
�
��=0,7�
�
��=0,2�
??????
�≤??????
�??????
�
??????
�,??????
�≥0
Inversa
�
��=0,6�
�
��<0�
??????
�=−??????
�??????
�
Inversa
Activa
�
��=0,7�
�
��≥0,2�
??????
�=??????
�??????
�
??????
�,??????
�≥0
Corte
�
��≤0,7�
�
��≤0,6�
??????
�=??????
�=0
NPN
La tensión V
BEcon la unión
emisora en directa es dato
del problema. Puede oscilar
desde 0,6 a 0,8 V.
Los problemas propuestos admiten soluciones
exclusivamente en activa, saturación y corte
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Completelasiguientetabla,parauntransistorNPNconβ=150y
V
BE=0.7VsilauniónBEestáendirecta.
TABLA REGIONES BJT
21
V
BE(V)V
CE(V)I
B(µA)I
C(mA) Región
0.7 3 30
0.4 12
80 10
6 3
50 Activa
50 Saturación
0.2 40 6
Tema 5. Transistores
Completelasiguientetabla,parauntransistorNPNconβ=150y
V
BE=0.7VsilauniónBEestáendirecta.
TABLA REGIONES BJT
21
V
BE(V)V
CE(V)I
B(µA)I
C(mA) Región
0.7 3 30
0.4 12
80 10
6 3
50 Activa
50 Saturación
0.2 40 6
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
22
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
22
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Lacorrientegeneradaatravésdeunmaterialsemiconductor
dependedelvoltajeaplicadoV
A,lasdimensiones(longitudy
sección)ylaconductividad.
Porejemplo,parauntipoN:
??????
�=
�
�
�
=??????
??????
�
�
�
SEMICONDUCTORES
23
Tema 5. Transistores
Lacorrientegeneradaatravésdeunmaterialsemiconductor
dependedelvoltajeaplicadoV
A,lasdimensiones(longitudy
sección)ylaconductividad.
Porejemplo,parauntipoN:
??????
�=
�
�
�
=??????
??????
�
�
�
SEMICONDUCTORES
23
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Canal
L
�
+�
+
Sustrato tipo p
MetalOxido
S
G
D
B
�
+
�
+
L
MOSFET de canal N (o NMOS)
4 Terminales
–Puerta (G, gate)
–Drenador(D, drain)
–Fuente (S, source)
–Sustrato (B, bulk)
2 dimensiones clave
–Longitud (L)
–Anchura (W)
DESCRIPCIÓN
24
Tema 5. Transistores
Canal
L
�
+�
+
Sustrato tipo p
MetalOxido
S
G
D
B
�
+
�
+
L
MOSFET de canal N (o NMOS)
4 Terminales
–Puerta (G, gate)
–Drenador(D, drain)
–Fuente (S, source)
–Sustrato (B, bulk)
2 dimensiones clave
–Longitud (L)
–Anchura (W)
DESCRIPCIÓN
24
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
Enelsustrato(B,bulk)seestableceunatensiónfijadereferencia
quegarantizaqueambasunionesPN(S-ByD-B)estánencorte.
–Lamínimatensióndelcircuito(GNDtípicamente)paraNMOS.
Porlotanto,porelsustratonuncacirculacorrienteylostransistores
MOSFETsemodelanporcompletomediantetresterminales(S
fuente,GpuertayDdrenador).
SUSTRATO
25
Uniones PN
Tema 5. Transistores
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
Enelsustrato(B,bulk)seestableceunatensiónfijadereferencia
quegarantizaqueambasunionesPN(S-ByD-B)estánencorte.
–Lamínimatensióndelcircuito(GNDtípicamente)paraNMOS.
Porlotanto,porelsustratonuncacirculacorrienteylostransistores
MOSFETsemodelanporcompletomediantetresterminales(S
fuente,GpuertayDdrenador).
SUSTRATO
25
Uniones PN
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Lacorrientedepuertaessiemprenula,yaqueseencuentraaislada
delrestomedianteunaislante(SiO
2,óxidodesilicio)
SedenominaMOS(MetalOxideSemiconductor)porlaarquitectura
verticalqueloformaConductor-Aislante-Semiconductor,desde
puertaasustrato
PUERTA
26
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
Metal
Semiconductor
Óxido
Tema 5. Transistores
Lacorrientedepuertaessiemprenula,yaqueseencuentraaislada
delrestomedianteunaislante(SiO
2,óxidodesilicio)
SedenominaMOS(MetalOxideSemiconductor)porlaarquitectura
verticalqueloformaConductor-Aislante-Semiconductor,desde
puertaasustrato
PUERTA
26
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
Metal
Semiconductor
Óxido
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
�
+�
+
�������������
L
Zona de deplexión
Canal generado
Tipo N DS G
+
�
��
-
Paraqueexistacorrienteentrefuenteydrenadoresnecesario
estableceruncanalporelcualfluya.ParaunNMOSde
enriquecimientoelcanaltipoN(zonaricaenelectrones)segenera
medianteunatensiónV
GSpositiva,queatraeelectronesylos
concentrabajolapuerta
SedenominadeFET(FieldEffectTransistor)porqueelcanalestá
generadoporelcampoeléctricoqueapareceentrelapuertayel
semiconductor
CANAL
27
B
Tema 5. Transistores
�
+�
+
�������������
L
Zona de deplexión
Canal generado
Tipo N DS G
+
�
��
-
Paraqueexistacorrienteentrefuenteydrenadoresnecesario
estableceruncanalporelcualfluya.ParaunNMOSde
enriquecimientoelcanaltipoN(zonaricaenelectrones)segenera
medianteunatensiónV
GSpositiva,queatraeelectronesylos
concentrabajolapuerta
SedenominadeFET(FieldEffectTransistor)porqueelcanalestá
generadoporelcampoeléctricoqueapareceentrelapuertayel
semiconductor
CANAL
27
B
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
TIPOS DE MOSFET
28
NMOS PMOS
Enriquecimiento
NormallyOFF
Deplexión
NormallyON
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
Canal N Canal P
�
��=0⟹∄CanalN
�
��≫0⟹∃CanalN
�
��=0⟹∄CanalP
�
��≪0⟹∃CanalP
�
��=0⟹∃CanalN
�
��≪0⟹∄CanalN
�
��=0⟹∃CanalP
�
��≫0⟹∄CanalP
Tema 5. Transistores
TIPOS DE MOSFET
28
NMOS PMOS
Enriquecimiento
NormallyOFF
Deplexión
NormallyON
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
S
G
D
B
�
+
�
+
�������������
���
2 ���
2
���
2
Canal N Canal P
�
��=0⟹∄CanalN
�
��≫0⟹∃CanalN
�
��=0⟹∄CanalP
�
��≪0⟹∃CanalP
�
��=0⟹∃CanalN
�
��≪0⟹∄CanalN
�
��=0⟹∃CanalP
�
��≫0⟹∄CanalP
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
SIMBOLOS
29
NMOS PMOS
Enriquecimiento
NormallyOFF
Deplexión
NormallyON
Laflechadelsímbolo:
•está situada junto
a fuente
•indica el sentido
de la corriente
•Indica el tipo de
transistor
•Sale del canal:
NMOS
•Llega al canal:
PMOS
Tema 5. Transistores
SIMBOLOS
29
NMOS PMOS
Enriquecimiento
NormallyOFF
Deplexión
NormallyON
Laflechadelsímbolo:
•está situada junto
a fuente
•indica el sentido
de la corriente
•Indica el tipo de
transistor
•Sale del canal:
NMOS
•Llega al canal:
PMOS
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Sin canal
�
��<�
��
Intensidad nula de drenadora fuente
??????
��=0
MODELO CUALITATIVO
30
�
+
�
+
S G D
V
THes la tensión
umbral que define la
tensión V
GSa partir de
la cual el canal se
genera
Tema 5. Transistores
Sin canal
�
��<�
��
Intensidad nula de drenadora fuente
??????
��=0
MODELO CUALITATIVO
30
�
+
�
+
S G D
V
THes la tensión
umbral que define la
tensión V
GSa partir de
la cual el canal se
genera
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Canal uniforme
�
��≈0⇒�
��≈�
��
�
��⇑→����������������������������→�⇓
Comportamiento similar al de una resistencia, resultando
en una relación lineal entre tensión V
DSe intensidad I
DS
??????
��=
�
��
�
=�
�
�
��
���
��
MODELO CUALITATIVO
31
�
+
�
+
S G D
�
��>�
��
Tema 5. Transistores
Canal uniforme
�
��≈0⇒�
��≈�
��
�
��⇑→����������������������������→�⇓
Comportamiento similar al de una resistencia, resultando
en una relación lineal entre tensión V
DSe intensidad I
DS
??????
��=
�
��
�
=�
�
�
��
���
��
MODELO CUALITATIVO
31
�
+
�
+
S G D
�
��>�
��
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Canal no uniforme
�
��>0⇒�
��>�
��
�
��⇑→�
��⇓→���������������������������
LaresistenciaaumentaconV
DS,resultandoenuna
relaciónnolinealentrelatensiónV
DSylacorrienteI
DS
??????
��=�
�
�
��
���
��−��
��
MODELO CUALITATIVO
32
�
+
�
+
S G D
�
��,�
��>�
��
Tema 5. Transistores
Canal no uniforme
�
��>0⇒�
��>�
��
�
��⇑→�
��⇓→���������������������������
LaresistenciaaumentaconV
DS,resultandoenuna
relaciónnolinealentrelatensiónV
DSylacorrienteI
DS
??????
��=�
�
�
��
���
��−��
��
MODELO CUALITATIVO
32
�
+
�
+
S G D
�
��,�
��>�
��
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Agotamiento del canal
�
��=�
��⇒�
��=�
��−�
��
Apesardequeelcanalnotieneprofundidadenun
extremo,sigueexistiendocirculacióndecorriente
??????
��>0
MODELO CUALITATIVO
33
�
+
�
+
S G D
�
��>�
��⟶�
��>0
Tema 5. Transistores
Agotamiento del canal
�
��=�
��⇒�
��=�
��−�
��
Apesardequeelcanalnotieneprofundidadenun
extremo,sigueexistiendocirculacióndecorriente
??????
��>0
MODELO CUALITATIVO
33
�
+
�
+
S G D
�
��>�
��⟶�
��>0
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Saturación del canal
�
��>�
��−�
��
La corriente de drenadora fuente sigue circulando y no
depende del voltaje V
DS
??????
��>0
MODELO CUALITATIVO
34
�
+
�
+
S G D
Tema 5. Transistores
Saturación del canal
�
��>�
��−�
��
La corriente de drenadora fuente sigue circulando y no
depende del voltaje V
DS
??????
��>0
MODELO CUALITATIVO
34
�
+
�
+
S G D
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Óhmica
–I
DSes directamente
proporcional a V
DS
–Resistencia del canal
proporcional a V
GS-V
TH
Triodo
–I
DSdepende de V
DS
–La línea se curva porque
la resistencia del canal
aumenta con V
DS
Saturación
–I
DSno depende de V
DS
REGIONES DE OPERACIÓN
35
ÓHMICA
TRIODO
SATURACIÓN
�
��=�
��−�
��
Tema 5. Transistores
Óhmica
–I
DSes directamente
proporcional a V
DS
–Resistencia del canal
proporcional a V
GS-V
TH
Triodo
–I
DSdepende de V
DS
–La línea se curva porque
la resistencia del canal
aumenta con V
DS
Saturación
–I
DSno depende de V
DS
REGIONES DE OPERACIÓN
35
ÓHMICA
TRIODO
SATURACIÓN
�
��=�
��−�
��
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
NMOS
??????
��=
0 �
��<�
�������
�
2
�
�
2�
��−�
���
��−�
��
2
�
��<�
��−�
��������
�
2
�
�
�
��−�
��
2
�
��≥�
��−�
����������ó�
REGIONES DE OPERACIÓN
36
Tema 5. Transistores
NMOS
??????
��=
0 �
��<�
�������
�
2
�
�
2�
��−�
���
��−�
��
2
�
��<�
��−�
��������
�
2
�
�
�
��−�
��
2
�
��≥�
��−�
����������ó�
REGIONES DE OPERACIÓN
36
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
I
D vs V
DS con V
GS = cte
CURVA CARACTERÍSTICA
37
TRIODO
CORTE
SATURACIÓN
�
��=�
��−�
��
Tema 5. Transistores
I
D vs V
DS con V
GS = cte
CURVA CARACTERÍSTICA
37
TRIODO
CORTE
SATURACIÓN
�
��=�
��−�
��
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Completelasiguientetabla,parauntransistorNMOSconk=20
µA/V
2
,W/L=60yV
TH=1V
TABLA REGIONES MOSFET
38
V
GS(V)V
DS(V)I
DS(mA)Región
5 7
5 2
0.7 12
4 6
4 15
15 Saturación
6 Sat-Triodo
Tema 5. Transistores
Completelasiguientetabla,parauntransistorNMOSconk=20
µA/V
2
,W/L=60yV
TH=1V
TABLA REGIONES MOSFET
38
V
GS(V)V
DS(V)I
DS(mA)Región
5 7
5 2
0.7 12
4 6
4 15
15 Saturación
6 Sat-Triodo
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
39
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
39
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Yahemosvistoquelostransistorespuedentrabajaren
variasregionesdeoperacióndiferentes.
Quelohagaenunauotradependedelastensiones
aplicadasatravésdeelementosexternos(resistenciasy
fuentes),quefijanelpuntodetrabajodeltransistor(es
decir,supolarización).
Loscircuitosdepolarizaciónsonlosencargadosdefijar
elfuncionamientoencontinua(DC)deltransistor,esto
es,elvalordelastensionesaplicadasaltransistoryde
lascorrientesquecirculanporél.
REGIONES DE OPERACIÓN
40
Tema 5. Transistores
Yahemosvistoquelostransistorespuedentrabajaren
variasregionesdeoperacióndiferentes.
Quelohagaenunauotradependedelastensiones
aplicadasatravésdeelementosexternos(resistenciasy
fuentes),quefijanelpuntodetrabajodeltransistor(es
decir,supolarización).
Loscircuitosdepolarizaciónsonlosencargadosdefijar
elfuncionamientoencontinua(DC)deltransistor,esto
es,elvalordelastensionesaplicadasaltransistoryde
lascorrientesquecirculanporél.
REGIONES DE OPERACIÓN
40
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Elobjetivodelanálisisdeuncircuitodepolarizaciónes
conocerlosvaloresdetensiónycorrienteencontinua
EmpecemosconelBJT,aunqueveremosqueel
problemaesanálogoenelMOSFET
OBJETIVO
41
NOTACIÓN
�
��=�
�−�
�
�
��=�
�−�
�
�
��=�
�−�
�
LEYES DE KIRCHHOFF:
�
��+�
��=�
��
??????
�+??????
�=??????
�
INCOGNITAS:
V
CB, V
BE, V
CE
I
B, I
C, I
E
Tema 5. Transistores
Elobjetivodelanálisisdeuncircuitodepolarizaciónes
conocerlosvaloresdetensiónycorrienteencontinua
EmpecemosconelBJT,aunqueveremosqueel
problemaesanálogoenelMOSFET
OBJETIVO
41
NOTACIÓN
�
��=�
�−�
�
�
��=�
�−�
�
�
��=�
�−�
�
LEYES DE KIRCHHOFF:
�
��+�
��=�
��
??????
�+??????
�=??????
�
INCOGNITAS:
V
CB, V
BE, V
CE
I
B, I
C, I
E
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Hayseisvariablesacalcular:lastensionesentrelos
terminales(V
CB,V
BE,V
CE)ylascorrientesquecirculan
(I
B,I
C,I
E).
Sólodosdeellassonindependientespuestoque
existencuatroecuacionesquerelacionanestasseis
variables:lasdosecuacionesderivadasdelmodelode
diodosacopladosylasdosleyesdeKirchhoff.
Portanto,bastaconimponerexternamentedos
ecuacionesadicionalesparadeterminarporcompletoel
puntodepolarizacióndelBJT.
ECUACIONES
42
Tema 5. Transistores
Hayseisvariablesacalcular:lastensionesentrelos
terminales(V
CB,V
BE,V
CE)ylascorrientesquecirculan
(I
B,I
C,I
E).
Sólodosdeellassonindependientespuestoque
existencuatroecuacionesquerelacionanestasseis
variables:lasdosecuacionesderivadasdelmodelode
diodosacopladosylasdosleyesdeKirchhoff.
Portanto,bastaconimponerexternamentedos
ecuacionesadicionalesparadeterminarporcompletoel
puntodepolarizacióndelBJT.
ECUACIONES
42
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Vamosaverahoraunprimerejemplodecircuitode
polarización.Buscamoslasdosecuacionesque
necesitamosparacalcularelpuntodepolarización:
–MallaBase-Emisor
–MallaColector-Emisor
CIRCUITO
43
Tema 5. Transistores
Vamosaverahoraunprimerejemplodecircuitode
polarización.Buscamoslasdosecuacionesque
necesitamosparacalcularelpuntodepolarización:
–MallaBase-Emisor
–MallaColector-Emisor
CIRCUITO
43
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Lamallabase-emisorvienedadapor:
�
��=??????
��
�+�
��
Pararesolver,tomamoselvalorpropuestoparala
tensiónV
BEendirecta(≈0.6-0.8V)ycalculamosla
corrientedebase,enestecaso:
??????
�=
�
��−�
��
�
�
LacorrienteI
Bdebeserpositiva(entrandoenbase),lo
queindicaqueeltransistornoestáencorte.
MALLA BASE
44
Tema 5. Transistores
Lamallabase-emisorvienedadapor:
�
��=??????
��
�+�
��
Pararesolver,tomamoselvalorpropuestoparala
tensiónV
BEendirecta(≈0.6-0.8V)ycalculamosla
corrientedebase,enestecaso:
??????
�=
�
��−�
��
�
�
LacorrienteI
Bdebeserpositiva(entrandoenbase),lo
queindicaqueeltransistornoestáencorte.
MALLA BASE
44
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Lamallacolector-emisorvienedadapor:
�
��=??????
��
�+�
��
Suponemosactiva:
–calculamoslacorrientedecolectormediantelaexpresión
correspondienteycomprobamosquelatensióncolector-emisor
escoherente:
??????
�=??????
�??????
�⇒�
��=�
��−??????
��
�>0,2�
Osuponemossaturación:
–Imponemoselvalordelatensióncolector-emisorycalculamos
lacorrientedecolectorycomprobamosqueescoherente:
�
��=0,2�⇒??????
�=
�
��−�
��
�
�
<??????
�??????
�
MALLA COLECTOR
45
Tema 5. Transistores
Lamallacolector-emisorvienedadapor:
�
��=??????
��
�+�
��
Suponemosactiva:
–calculamoslacorrientedecolectormediantelaexpresión
correspondienteycomprobamosquelatensióncolector-emisor
escoherente:
??????
�=??????
�??????
�⇒�
��=�
��−??????
��
�>0,2�
Osuponemossaturación:
–Imponemoselvalordelatensióncolector-emisorycalculamos
lacorrientedecolectorycomprobamosqueescoherente:
�
��=0,2�⇒??????
�=
�
��−�
��
�
�
<??????
�??????
�
MALLA COLECTOR
45
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Datos:�
��=3�,�
��=12�,�
�=80�Ω,�
�=2�Ω
NPN:�
��=0,6�siuniónBEendirecta,??????
�=150
Mallabase,comprobamosquelacorrientees
coherente:
??????
�=
�
��−�
��
�
�
=30????????????>0
Mallacolector.Suponemosactiva:
??????
�=??????
�??????
�=4,5�??????
–Comprobamosquelatensióncolector-emisorescoherente:
�
��=�
��−??????
��
�=3�>0,2�
EJEMPLO
46
Tema 5. Transistores
Datos:�
��=3�,�
��=12�,�
�=80�Ω,�
�=2�Ω
NPN:�
��=0,6�siuniónBEendirecta,??????
�=150
Mallabase,comprobamosquelacorrientees
coherente:
??????
�=
�
��−�
��
�
�
=30????????????>0
Mallacolector.Suponemosactiva:
??????
�=??????
�??????
�=4,5�??????
–Comprobamosquelatensióncolector-emisorescoherente:
�
��=�
��−??????
��
�=3�>0,2�
EJEMPLO
46
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Si�
��=0,6�:
�
��=0,6�??????
�=0??????
�=0�
��=12�
–Lascorrientessonnulas(yportanto,??????
�=??????
�??????
�)
–LauniónBEestáendirecta(�
��=0,6�)
–Límiteentrecorteyactiva
Si�
�=2,62�Ω:
�
��=0,6�??????
�=30??????????????????
�=4,5�??????�
��=0,2�
–Lascorrientessonproporcionales(??????
�=??????
�??????
�)
–LauniónBEestáendirecta(�
��=0,6�)
–Latensióncolector-emisortieneelmínimovalorposible(�
��=
0,2�)
–Límiteentreactivaysaturación
LÍMITE ENTRE REGIONES
47
Tema 5. Transistores
Si�
��=0,6�:
�
��=0,6�??????
�=0??????
�=0�
��=12�
–Lascorrientessonnulas(yportanto,??????
�=??????
�??????
�)
–LauniónBEestáendirecta(�
��=0,6�)
–Límiteentrecorteyactiva
Si�
�=2,62�Ω:
�
��=0,6�??????
�=30??????????????????
�=4,5�??????�
��=0,2�
–Lascorrientessonproporcionales(??????
�=??????
�??????
�)
–LauniónBEestáendirecta(�
��=0,6�)
–Latensióncolector-emisortieneelmínimovalorposible(�
��=
0,2�)
–Límiteentreactivaysaturación
LÍMITE ENTRE REGIONES
47
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Busquelasecuacionesnecesarias
pararesolverelpuntodepolarización:
Resolverelpuntodepolarizaciónpara
lossiguientesdatos:
–�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω
–NPN:�
��=0,6�siuniónBEendirecta,
??????
�=125
JustifiqueporquéelBJTnopuede
estarensaturación
EJERCICIO 1
48
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Busquelasecuacionesnecesarias
pararesolverelpuntodepolarización:
Resolverelpuntodepolarizaciónpara
lossiguientesdatos:
–�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω
–NPN:�
��=0,6�siuniónBEendirecta,
??????
�=125
JustifiqueporquéelBJTnopuede
estarensaturación
EJERCICIO 1
48
Link simulador Falstad
49
�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω,�
��=0,6�,??????
�=125
�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω,�
��=0,6�,??????
�=125
50
�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω,�
��=0,6�,??????
�=125
�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω,�
��=0,6�,??????
�=125
51
�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω,�
��=0,6�,??????
�=125
�
��=9�,�
1=60�Ω,�
2=1,2�Ω,�
��=0,6�,??????
�=125
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Busquelasecuaciones
necesariaspararesolverel
puntodepolarización:
Calculeelvalormínimode
R
2paraqueambos
transistoresesténenactiva
–�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=
1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω
–NPN:�
��=0,7�siuniónBE
endirecta,??????
�=240
EJERCICIO 2
52
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Busquelasecuaciones
necesariaspararesolverel
puntodepolarización:
Calculeelvalormínimode
R
2paraqueambos
transistoresesténenactiva
–�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=
1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω
–NPN:�
��=0,7�siuniónBE
endirecta,??????
�=240
EJERCICIO 2
52
Link simulador Falstad
53
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
54
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
55
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
56
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
�
��=12�,�
1=8�Ω,�
3=1,8�Ω,�
4=1,2�Ω,�
5=0,3�Ω,�
��=0,7�,??????
�=240
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
El transistor MOS define cuatro variables:
–Intensidad de puerta I
G
–Intensidad de drenadorI
D
–Tensión puerta fuente V
GS
–Tensión drenadorfuente V
DS
TRANSISTOR MOS
57
Tema 5. Transistores
El transistor MOS define cuatro variables:
–Intensidad de puerta I
G
–Intensidad de drenadorI
D
–Tensión puerta fuente V
GS
–Tensión drenadorfuente V
DS
TRANSISTOR MOS
57
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
La intensidad de puerta en siempre nula
??????
�=0→??????
�=??????
�=??????
��
Por lo tanto, para este circuito:
�
��=�
��
MALLA PUERTA
58
Tema 5. Transistores
La intensidad de puerta en siempre nula
??????
�=0→??????
�=??????
�=??????
��
Por lo tanto, para este circuito:
�
��=�
��
MALLA PUERTA
58
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
El transistor MOS estará polarizado en una de las tres
posibles regiones
??????
��=
0 �
��<�
�������
�
2
�
�
2�
��−�
���
��−�
��
2
�
��<�
��−�
��������
�
2
�
�
�
��−�
��
2
�
��≥�
��−�
����������ó�
Para este circuito:
�
��<�
��→??????����→??????
��=0→�
��=�
��
�
��>�
��→��������ó��������
MALLA PUERTA
59
Tema 5. Transistores
El transistor MOS estará polarizado en una de las tres
posibles regiones
??????
��=
0 �
��<�
�������
�
2
�
�
2�
��−�
���
��−�
��
2
�
��<�
��−�
��������
�
2
�
�
�
��−�
��
2
�
��≥�
��−�
����������ó�
Para este circuito:
�
��<�
��→??????����→??????
��=0→�
��=�
��
�
��>�
��→��������ó��������
MALLA PUERTA
59
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Ejemplo
�= Τ20????????????�
2
�
�
=30�
��=1��
2=1,2�Ω�
��=5�
Para �
��=3�, supongo saturación y compruebo su condición
�
��=3�→??????
��=1,2�??????→�
��=3,56�→�
��>�
��−�
��
Para �
��=5�, supongo saturación
�
��=5�→??????
��=4,8�??????→�
��=−0,76�→�
��<�
��−�
��
Incorrecto, supongo triodoy tomo la solución viable
ቑ
??????
��=
�
2
�
�
2�
��−�
���
��−�
��
2
�
��=??????
���
2+�
��
�
��=ቊ
9,28�>�
��−�
��
1,50�<�
��−�
��
MALLA DRENADOR
60
Tema 5. Transistores
Ejemplo
�= Τ20????????????�
2
�
�
=30�
��=1��
2=1,2�Ω�
��=5�
Para �
��=3�, supongo saturación y compruebo su condición
�
��=3�→??????
��=1,2�??????→�
��=3,56�→�
��>�
��−�
��
Para �
��=5�, supongo saturación
�
��=5�→??????
��=4,8�??????→�
��=−0,76�→�
��<�
��−�
��
Incorrecto, supongo triodoy tomo la solución viable
ቑ
??????
��=
�
2
�
�
2�
��−�
���
��−�
��
2
�
��=??????
���
2+�
��
�
��=ቊ
9,28�>�
��−�
��
1,50�<�
��−�
��
MALLA DRENADOR
60
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Para �
��=1�,
�
��=1�→??????
��=0→�
��=5�
–Tensión puerta-fuente igual a la tensión umbral
–Corriente nula
–Límite entre corte y saturación
Limite entre saturación y triodo, entre 3 y 5V:
ቑ�
��=�
��−�
��ቐ
??????
��=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
�
��=??????
���
2+�
��−�
��
�
��=ቊ
3,59�
−4,37�<�
��
Para �
��=3�y �
2=2,5�Ω, supongo saturación:
�
��=3�→??????
��=1,2�??????→�
��=2�→�
��=�
��−�
��
–Se cumple saturación (??????
��=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
)
–Se cumple �
��=�
��−�
��
–Límite entre saturación y triodo
LIMITE ENTRE REGIONES
61
Tema 5. Transistores
Para �
��=1�,
�
��=1�→??????
��=0→�
��=5�
–Tensión puerta-fuente igual a la tensión umbral
–Corriente nula
–Límite entre corte y saturación
Limite entre saturación y triodo, entre 3 y 5V:
ቑ�
��=�
��−�
��ቐ
??????
��=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
�
��=??????
���
2+�
��−�
��
�
��=ቊ
3,59�
−4,37�<�
��
Para �
��=3�y �
2=2,5�Ω, supongo saturación:
�
��=3�→??????
��=1,2�??????→�
��=2�→�
��=�
��−�
��
–Se cumple saturación (??????
��=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
)
–Se cumple �
��=�
��−�
��
–Límite entre saturación y triodo
LIMITE ENTRE REGIONES
61
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Busquelasecuacionesnecesarias
pararesolverelpuntodepolarización:
Resolverelpuntodepolarizaciónpara
lossiguientesdatos:
–�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω
–NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
JustifiqueporquéelNMOSnopuede
estarentriodo
EJERCICIO 3
62
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Busquelasecuacionesnecesarias
pararesolverelpuntodepolarización:
Resolverelpuntodepolarizaciónpara
lossiguientesdatos:
–�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω
–NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
JustifiqueporquéelNMOSnopuede
estarentriodo
EJERCICIO 3
62
Link simulador Falstad
63
�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
64
�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
65
�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
�
��=9�,�
1=45�Ω,�
2=1�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Busque lasecuaciones
necesariaspararesolverel
puntodepolarización:
CalculeelvalormáximodeR
4
paraqueambosNMOSestén
ensaturación
–�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,
�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω
–NMOS:
�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
EJERCICIO 4
66
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Busque lasecuaciones
necesariaspararesolverel
puntodepolarización:
CalculeelvalormáximodeR
4
paraqueambosNMOSestén
ensaturación
–�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,
�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω
–NMOS:
�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
EJERCICIO 4
66
Link simulador Falstad
67
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
68
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
69
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
70
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
�
��=15�,??????
1=9�??????,�
1=7�Ω,�
2=8�Ω,�
3=0,4�Ω,�
5=1,6�Ω,�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=25
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Resuelvaelpuntodepolarización:
–NPN:�
��=0,7�siuniónBEendirecta,??????
�=300
–NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=50
–�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=
0,15�Ω
EJERCICIO 5
71
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Resuelvaelpuntodepolarización:
–NPN:�
��=0,7�siuniónBEendirecta,??????
�=300
–NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=50
–�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=
0,15�Ω
EJERCICIO 5
71
Link simulador Falstad
NPN: �
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
72
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
72
NPN: �
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
73
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
73
NPN: �
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
74
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
74
NPN: �
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
75
��=0,7�, ??????
�=300; NMOS: �
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω
75
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
76
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
76
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Unafuentedecorrientecontroladaporvoltajesepuede
comportarcomounamplificadordetensión.
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
77
Fuente de corriente controlada por voltaje
??????�������≡
�
�
�
??????
=−�
��
Tema 5. Transistores
Unafuentedecorrientecontroladaporvoltajesepuede
comportarcomounamplificadordetensión.
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
77
Fuente de corriente controlada por voltaje
??????�������≡
�
�
�
??????
=−�
��
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Paravisualizardondeaparecelafuentedecorriente
controladaporvoltajeusamosestecircuito:
�= Τ20????????????�
2
�
�
=30�
��=1��=1,2��
��=4��
��=9�
Sabemosresolversupolarización:
MallaGS:
�
��=�
��=4�
Saturación:
??????
��=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
=2,7�??????
MallaDS:
�
�=�
��=�
��−??????
���=5,76�
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
78
Tema 5. Transistores
Paravisualizardondeaparecelafuentedecorriente
controladaporvoltajeusamosestecircuito:
�= Τ20????????????�
2
�
�
=30�
��=1��=1,2��
��=4��
��=9�
Sabemosresolversupolarización:
MallaGS:
�
��=�
��=4�
Saturación:
??????
��=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
=2,7�??????
MallaDS:
�
�=�
��=�
��−??????
���=5,76�
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
78
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Alintroducirlafuentedevoltajev
i,elpuntode
polarizaciónseveligeramentemodificado:
MallaGS:
�
��(�)=�
��+�
??????(�)
Saturación:
�
��(�)=
�
2
�
�
�
��+�
??????(�)−�
��
2
=
=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
+2�
��−�
���
??????(�)+�
??????
2
(�)≈
≈
�
2
�
�
�
��−�
��
2
+2�
��−�
���
??????(�)=
=??????
��+�
��
??????(�)
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
79
Tema 5. Transistores
Alintroducirlafuentedevoltajev
i,elpuntode
polarizaciónseveligeramentemodificado:
MallaGS:
�
��(�)=�
��+�
??????(�)
Saturación:
�
��(�)=
�
2
�
�
�
��+�
??????(�)−�
��
2
=
=
�
2
�
�
�
��−�
��
2
+2�
��−�
���
??????(�)+�
??????
2
(�)≈
≈
�
2
�
�
�
��−�
��
2
+2�
��−�
���
??????(�)=
=??????
��+�
��
??????(�)
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
79
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Alhacerlaaproximaciónladependenciaentrelatensión
desalidav
Oydeentradav
ieslineal:
MallaGS:
�
��(�)=�
��+�
??????(�)
Saturación:
�
��(�)≈??????
��+�
��
??????(�)
�
�=�
�
�
�
��−�
��=2�
�
�
??????
��=1,8�??????/�
MallaDS:
�
�(�)=�
��(�)=�
��−�
��(�)�=�
��−�
���
??????(�)
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
80
Tema 5. Transistores
Alhacerlaaproximaciónladependenciaentrelatensión
desalidav
Oydeentradav
ieslineal:
MallaGS:
�
��(�)=�
��+�
??????(�)
Saturación:
�
��(�)≈??????
��+�
��
??????(�)
�
�=�
�
�
�
��−�
��=2�
�
�
??????
��=1,8�??????/�
MallaDS:
�
�(�)=�
��(�)=�
��−�
��(�)�=�
��−�
���
??????(�)
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
80
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Lagananciasecalculacomoelcocienteentrelas
amplitudesdelatensióndesalidav
Oydeentradav
i:
�
��(�)=�
��+�
??????(�)�
��=�
��(�)=�
��−�
���
??????(�)
??????�������≡
�
�
�
??????
=−�
��=−2,16
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
81
Tema 5. Transistores
Lagananciasecalculacomoelcocienteentrelas
amplitudesdelatensióndesalidav
Oydeentradav
i:
�
��(�)=�
��+�
??????(�)�
��=�
��(�)=�
��−�
���
??????(�)
??????�������≡
�
�
�
??????
=−�
��=−2,16
AMPLIFICACIÓN DE VOLTAJE
81
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Paraobtenerlagananciaaplicamoselsiguientemodelo
depequeñaseñal:
Seaplicapara:
–Señalesalternas
–Señales“pequeñas”
–Requiereconocerelpuntodepolarización
–RequierequeeltransistorMOSestéensaturación
MODELO PEQUEÑA SEÑAL MOS
82
�
�=2�
�
�
??????
��
�
????????????≲0,2�
��−�
��
Tema 5. Transistores
Paraobtenerlagananciaaplicamoselsiguientemodelo
depequeñaseñal:
Seaplicapara:
–Señalesalternas
–Señales“pequeñas”
–Requiereconocerelpuntodepolarización
–RequierequeeltransistorMOSestéensaturación
MODELO PEQUEÑA SEÑAL MOS
82
�
�=2�
�
�
??????
��
�
????????????≲0,2�
��−�
��
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Resolvemosconv
i(t)nulaelpuntodepolarización:
Comohemosvistoantes,seobtiene:
�
��=4�??????
��=2,7�??????�
��=5,76�
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
83
Tema 5. Transistores
Resolvemosconv
i(t)nulaelpuntodepolarización:
Comohemosvistoantes,seobtiene:
�
��=4�??????
��=2,7�??????�
��=5,76�
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
83
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
ResolvemosconV
GGyV
DDnulaslaganancia,aplicando
elmodelodepequeñaseñal:
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
84
ൠ
�
????????????=�
??????
�
�=−�
���
????????????
??????�������≡
�
�
�
??????
=−�
��=−2,16
??????
��=2,7�??????⇒�
�=2�
�
�
??????
��=1,8�??????/�
Tema 5. Transistores
ResolvemosconV
GGyV
DDnulaslaganancia,aplicando
elmodelodepequeñaseñal:
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
84
ൠ
�
????????????=�
??????
�
�=−�
���
????????????
??????�������≡
�
�
�
??????
=−�
��=−2,16
??????
��=2,7�??????⇒�
�=2�
�
�
??????
��=1,8�??????/�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Paraobtenerlagananciaaplicamoselsiguientemodelo
depequeñaseñal,condosalternativasequivalentes:
Seaplicapara:
–Señalesalternas
–Señales“pequeñas”
–Requiereconocerelpuntodepolarización
–RequierequeeltransistorBJTestéenactiva
MODELO PEQUEÑA SEÑAL BJT
85
�
�=
??????
�
25,8��
�
�??????<10��
�
??????=
??????
�
�
�
�
�??????=�
??????�
�⇒�
��
�??????=??????
��
�
Tema 5. Transistores
Paraobtenerlagananciaaplicamoselsiguientemodelo
depequeñaseñal,condosalternativasequivalentes:
Seaplicapara:
–Señalesalternas
–Señales“pequeñas”
–Requiereconocerelpuntodepolarización
–RequierequeeltransistorBJTestéenactiva
MODELO PEQUEÑA SEÑAL BJT
85
�
�=
??????
�
25,8��
�
�??????<10��
�
??????=
??????
�
�
�
�
�??????=�
??????�
�⇒�
��
�??????=??????
��
�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Seguimoselmismoprocedimiento,resolvemosprimero
elpuntodepolarizaciónconv
i(t)nula:
�
��=0,6�??????
�=150�
�=80�Ω�
�=2�Ω�
��=3��
��=12�
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
86
Suponiendoactiva:
??????
�=
�
��−�
��
�
�
=30????????????
??????
�=??????
�??????
�=4,5�??????
�
��=�
��−??????
��
�=3�
Tema 5. Transistores
Seguimoselmismoprocedimiento,resolvemosprimero
elpuntodepolarizaciónconv
i(t)nula:
�
��=0,6�??????
�=150�
�=80�Ω�
�=2�Ω�
��=3��
��=12�
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
86
Suponiendoactiva:
??????
�=
�
��−�
��
�
�
=30????????????
??????
�=??????
�??????
�=4,5�??????
�
��=�
��−??????
��
�=3�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
AhoraresolvemosconV
BByV
CCnulaslaganancia,
aplicandoelmodelodepequeñaseñal:
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
87
??????
�=4,5�??????⇒�
�=
??????
�
25,8��
=174,42�??????/�⇒�
??????=
??????
�
�
�
=860Ω
ቑ
�
�??????=
�
??????
�
??????+�
�
�
??????
�
�=−�
��
��
�??????
�
�
�
??????
=−�
��
�
�
??????
�
??????+�
�
=−3,71
Tema 5. Transistores
AhoraresolvemosconV
BByV
CCnulaslaganancia,
aplicandoelmodelodepequeñaseñal:
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
87
??????
�=4,5�??????⇒�
�=
??????
�
25,8��
=174,42�??????/�⇒�
??????=
??????
�
�
�
=860Ω
ቑ
�
�??????=
�
??????
�
??????+�
�
�
??????
�
�=−�
��
��
�??????
�
�
�
??????
=−�
��
�
�
??????
�
??????+�
�
=−3,71
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Oconlaotraalternativaparaelmodelodepequeña
señal:
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
88
??????
�=4,5�??????⇒�
�=
??????
�
25,8��
=174,42�??????/�⇒�
??????=
??????
�
�
�
=860Ω
ቑ
�
�=
�
??????
�
??????+�
�
�
�=−??????
��
��
�
�
�
�
??????
=−
??????
��
�
�
??????+�
�
=−3,71
Tema 5. Transistores
Oconlaotraalternativaparaelmodelodepequeña
señal:
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
88
??????
�=4,5�??????⇒�
�=
??????
�
25,8��
=174,42�??????/�⇒�
??????=
??????
�
�
�
=860Ω
ቑ
�
�=
�
??????
�
??????+�
�
�
�=−??????
��
��
�
�
�
�
??????
=−
??????
��
�
�
??????+�
�
=−3,71
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
89
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
89
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Cadatransistorsemodelarámediantesuequivalenteen
pequeñaseñal
Elcircuitooriginalhadesertransformadoaalterna
Elsistemaserálineal,porloquetodaslastensionesy
corrientessonproporcionales
CIRCUITO TIPO
90
Tema 5. Transistores
Cadatransistorsemodelarámediantesuequivalenteen
pequeñaseñal
Elcircuitooriginalhadesertransformadoaalterna
Elsistemaserálineal,porloquetodaslastensionesy
corrientessonproporcionales
CIRCUITO TIPO
90
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
TRANSFORMACIÓN A ALTERNA
91
Elemento
del circuito
Polarización
SeñalDC
Pequeña señal
Señal AC
Condensador
Fuente de tensión
continua
Fuente de tensión
alterna
Fuente de corriente
continua
Fuente de corriente
alterna
Tema 5. Transistores
TRANSFORMACIÓN A ALTERNA
91
Elemento
del circuito
Polarización
SeñalDC
Pequeña señal
Señal AC
Condensador
Fuente de tensión
continua
Fuente de tensión
alterna
Fuente de corriente
continua
Fuente de corriente
alterna
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Latransformaciónenpequeñaseñaldeloscondensadorescomo
cortocircuitosyelmodelousadoparaeltransistorrequiereestaren
elrangodefrecuenciasmedias:
RANGO DE FRECUENCIAS MEDIAS
92
La ganancia es independiente de la
frecuencia para un determinado rango
Diagrama
de Bode
G (dB) = 20 log10 G
Tema 5. Transistores
Latransformaciónenpequeñaseñaldeloscondensadorescomo
cortocircuitosyelmodelousadoparaeltransistorrequiereestaren
elrangodefrecuenciasmedias:
RANGO DE FRECUENCIAS MEDIAS
92
La ganancia es independiente de la
frecuencia para un determinado rango
Diagrama
de Bode
G (dB) = 20 log10 G
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Uncircuitoamplificadorsecaracterizaportres
parámetros:
–Gananciaentensiónmáxima??????
�,���
–Impedanciadeentrada�
��
–Impedanciadesalida�
���
Secorrespondenconelsiguientecircuitoequivalente:
CARACTERIZACIÓN
93
Tema 5. Transistores
Uncircuitoamplificadorsecaracterizaportres
parámetros:
–Gananciaentensiónmáxima??????
�,���
–Impedanciadeentrada�
��
–Impedanciadesalida�
���
Secorrespondenconelsiguientecircuitoequivalente:
CARACTERIZACIÓN
93
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Gananciaentensión
??????
�=
�
�
�
�
Gananciaentensiónmáxima
??????
�,���=
�
�
�
�
�
??????=0,�
�=∞
Yseverificaque:
??????
�=
�
��
�
��+�
�
??????
�,���
�
�
�
�+�
���
CARACTERIZACIÓN
94
Tema 5. Transistores
Gananciaentensión
??????
�=
�
�
�
�
Gananciaentensiónmáxima
??????
�,���=
�
�
�
�
�
??????=0,�
�=∞
Yseverificaque:
??????
�=
�
��
�
��+�
�
??????
�,���
�
�
�
�+�
���
CARACTERIZACIÓN
94
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Secalculamediante:
–�
??????=0
–Fuentedevoltajeidealalaentrada(�
�)
�
��=
�
�
??????
�
IMPEDANCIA DE ENTRADA
95
Tema 5. Transistores
Secalculamediante:
–�
??????=0
–Fuentedevoltajeidealalaentrada(�
�)
�
��=
�
�
??????
�
IMPEDANCIA DE ENTRADA
95
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Secalculamediante:
–Anulamoslafuentedevoltajedeentrada(�
??????=0)
–�
�=∞
–Fuentedevoltajeidealalasalida(�
�)
�
���=
�
�
??????
�
IMPEDANCIA DE SALIDA
96
Tema 5. Transistores
Secalculamediante:
–Anulamoslafuentedevoltajedeentrada(�
??????=0)
–�
�=∞
–Fuentedevoltajeidealalasalida(�
�)
�
���=
�
�
??????
�
IMPEDANCIA DE SALIDA
96
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Aplicarelmodelodepequeñaseñalparacalcularla
gananciaeimpedanciasdeentradaysalidadel
siguientecircuito:
–NMOS:
�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=20
–Zener:�
??????=0,8�,�
�=9�,
??????
��??????=25�??????,??????
??????,�??????�=4�??????,
�
??????,��??????=270�W
–�
��=15�,�
1=0,75�Ω,
�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω,�
�=9�Ω
EJERCICIO 6
97
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Aplicarelmodelodepequeñaseñalparacalcularla
gananciaeimpedanciasdeentradaysalidadel
siguientecircuito:
–NMOS:
�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=20
–Zener:�
??????=0,8�,�
�=9�,
??????
��??????=25�??????,??????
??????,�??????�=4�??????,
�
??????,��??????=270�W
–�
��=15�,�
1=0,75�Ω,
�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω,�
�=9�Ω
EJERCICIO 6
97
Link simulador Falstad
NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=20.Zener:�
??????=0,8�,�
�=9�,??????
��??????=25�??????,
??????
??????,�??????�=4�??????,�
??????,��??????=270�W
�
��=15�,�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω,�
�=9�Ω
98
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=20.Zener:�
??????=0,8�,�
�=9�,??????
��??????=25�??????,
??????
??????,�??????�=4�??????,�
??????,��??????=270�W
�
��=15�,�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω,�
�=9�Ω
98
99
NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=20.Zener:�
??????=0,8�,�
�=9�,??????
��??????=25�??????,
??????
??????,�??????�=4�??????,�
??????,��??????=270�W
�
��=15�,�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω,�
�=9�Ω
NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=20.Zener:�
??????=0,8�,�
�=9�,??????
��??????=25�??????,
??????
??????,�??????�=4�??????,�
??????,��??????=270�W
�
��=15�,�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω,�
�=9�Ω
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Previamente,necesitamoselpuntodepolarización:
Zenerenruptura:
NMOS en saturación:
Parámetro pequeña señal:
Comprobaciones zener:
EJERCICIO 6
100
??????
??????=8�??????
�
��2=5,13��
��2=5,05V ??????
��2=3,29�??????
�
�=2�
�
�
??????
��=1,62�??????/V
??????
??????>??????
??????,�??????��
??????=??????
??????�
??????=72��<�
??????,��??????
Tema 5. Transistores
Previamente,necesitamoselpuntodepolarización:
Zenerenruptura:
NMOS en saturación:
Parámetro pequeña señal:
Comprobaciones zener:
EJERCICIO 6
100
??????
??????=8�??????
�
��2=5,13��
��2=5,05V ??????
��2=3,29�??????
�
�=2�
�
�
??????
��=1,62�??????/V
??????
??????>??????
??????,�??????��
??????=??????
??????�
??????=72��<�
??????,��??????
101
�
�=2�
�
�
??????
��=1,62�??????/V
�
�=2�
�
�
??????
��=1,62�??????/V
102
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
103
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
104
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
105
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
�
��=�
2ฮ�
�=1,5�Ω
�
1=0,75�Ω,�
2=1,8�Ω,�
3=1,2�Ω, �
�=9�Ω
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Aplicarelmodelodepequeñaseñalpara
calcularlarelaciónentrelacorrientede
entradaI
iysalidaI
Odelsiguientecircuito:
–NPN:�
��=0,6�siuniónBEendirecta,
??????
�=150
–�
��=12�,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω
–I
ifuentedecorrientealterna
Calcularlaamplituddelacorrientede
entradacompatibleconlalimitacióndela
amplituddelatensiónbase-emisor:
–�
�??????<10��
Comprobarqueeltransistornosalede
regiónactivabajolacondiciónanterior.
EJERCICIO 7
106
??????
�=8,51�??????
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V
�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
Punto de polarización
�
��=3,44�
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Aplicarelmodelodepequeñaseñalpara
calcularlarelaciónentrelacorrientede
entradaI
iysalidaI
Odelsiguientecircuito:
–NPN:�
��=0,6�siuniónBEendirecta,
??????
�=150
–�
��=12�,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω
–I
ifuentedecorrientealterna
Calcularlaamplituddelacorrientede
entradacompatibleconlalimitacióndela
amplituddelatensiónbase-emisor:
–�
�??????<10��
Comprobarqueeltransistornosalede
regiónactivabajolacondiciónanterior.
EJERCICIO 7
106
??????
�=8,51�??????
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V
�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
Punto de polarización
�
��=3,44�
Link simulador Falstad
NPN:�
��=0,6�,??????
�=150,�
��=12�,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω
–I
ifuentedecorrientealterna
107
??????
�=8,51�??????
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V
�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
�
��=3,44�
��=0,6�,??????
�=150,�
��=12�,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω
–I
ifuentedecorrientealterna
107
??????
�=8,51�??????
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V
�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
�
��=3,44�
NPN:??????
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
108
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
108
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
NPN:??????
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
109
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
109
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
NPN:??????
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
110
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
110
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
NPN:??????
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
111
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
�=150,�
1=50�Ω,�
2=1�Ω,�
�=3�Ω.I
ifuentedecorrientealterna
111
�
�=
??????
�
25,8��
=329,85�??????/V�
??????=
??????
�
�
�
=454,8Ω
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Calcularlagananciadelsiguientecircuito:
–NPN:�
��=0,7�siuniónBEendirecta,??????
�=300
–NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=50
–�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,
�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
EJERCICIO 8
112
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Calcularlagananciadelsiguientecircuito:
–NPN:�
��=0,7�siuniónBEendirecta,??????
�=300
–NMOS:�
��=1�,�=20μ??????/�
2
,
�
�
=50
–�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,
�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
EJERCICIO 8
112
Link simulador Falstad
NPN:�
��=0,7�,??????
�=300;NMOS:�
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
113
��=0,7�,??????
�=300;NMOS:�
��=1�,�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
��=24�,??????
1=15�??????,�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
113
114
�
�2=2�
�
�
??????
��=9,19�??????/V
�
�1=
??????
�
25,8��
=579,5�??????/V
�
??????=
??????
�
�
�1
=517,7Ω
NPN: ??????
�=300; NMOS:�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50
�
�2=2�
�
�
??????
��=9,19�??????/V
�
�1=
??????
�
25,8��
=579,5�??????/V
�
??????=
??????
�
�
�1
=517,7Ω
NPN: ??????
�=300; NMOS:�=
20μ�
�
2
,
�
�
=50
NPN: ??????
�=300; NMOS: �=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
115
�
��1=�
1ฮ�
2=6�Ω
�
��2=�
4ฮ�
�=132Ω
�
��3=�
��1ฮ�
??????=476,6Ω
�=300; NMOS: �=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
115
�
��1=�
1ฮ�
2=6�Ω
�
��2=�
4ฮ�
�=132Ω
�
��3=�
��1ฮ�
??????=476,6Ω
NPN: ??????
�=300; NMOS: �=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
116
�
��1=�
1ฮ�
2=6�Ω
�
��2=�
4ฮ�
�=132Ω
�
��3=�
��1ฮ�
??????=476,6Ω
�=300; NMOS: �=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
116
�
��1=�
1ฮ�
2=6�Ω
�
��2=�
4ฮ�
�=132Ω
�
��3=�
��1ฮ�
??????=476,6Ω
NPN: ??????
�=300; NMOS: �=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
117
�
��1=�
1ฮ�
2=6�Ω
�
��2=�
4ฮ�
�=132Ω
�
��3=�
��1ฮ�
??????=476,6Ω
�=300; NMOS: �=
20μ�
�
2
,
�
�
=50,
�
1=15�Ω,�
2=10�Ω,�
3=0,5�Ω,�
4=0,15�Ω,�
�=0,6�Ω,�
�=1,1�Ω
117
�
��1=�
1ฮ�
2=6�Ω
�
��2=�
4ฮ�
�=132Ω
�
��3=�
��1ฮ�
??????=476,6Ω
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Deducirporquelassiguientesexpresionesson
incorrectas:
CUESTIÓN
118
�
��=�
1+�
�
??????
�=�
��
1�
�
??????
�,���=−�
�
�
1�
�
�
1+�
�
�
��=
�
1+�
2
�
1�
2
??????
�=
−�
��
��
??????
1
�
���=�
�+�
3
??????
2
??????
1
??????
�=
−�
��
1�
��
�
�
�
���=
�
�+�
3
�
�
Tema 5. Transistores
Deducirporquelassiguientesexpresionesson
incorrectas:
CUESTIÓN
118
�
��=�
1+�
�
??????
�=�
��
1�
�
??????
�,���=−�
�
�
1�
�
�
1+�
�
�
��=
�
1+�
2
�
1�
2
??????
�=
−�
��
��
??????
1
�
���=�
�+�
3
??????
2
??????
1
??????
�=
−�
��
1�
��
�
�
�
���=
�
�+�
3
�
�
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
119
Tema 5. Transistores
BJT
MOSFET
Polarización
Modelo de pequeña señal
Circuitos amplificadores
Circuitos conmutadores
TEMA 5 –TRANSISTORES
119
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Sonlabasedelaelectrónicadigital.
Unelementocondosestadosgeneradospuntosde
polarizacióndistintosenelcircuito
–Interruptor:on/off
–Fuentedetensión:0V/5V
–Resistencia:1kΩ/1MΩ
–…
Lostransistoresnormalmentetrabajanentrelasdos
regionesmásdisparesentresí
–BJT:Corteysaturación
–MOSFET:Corteytriodo
CIRCUITOS CONMUTADORES
120
Tema 5. Transistores
Sonlabasedelaelectrónicadigital.
Unelementocondosestadosgeneradospuntosde
polarizacióndistintosenelcircuito
–Interruptor:on/off
–Fuentedetensión:0V/5V
–Resistencia:1kΩ/1MΩ
–…
Lostransistoresnormalmentetrabajanentrelasdos
regionesmásdisparesentresí
–BJT:Corteysaturación
–MOSFET:Corteytriodo
CIRCUITOS CONMUTADORES
120
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Laspuertaslógicassepuedenimplementarcon
diversascombinacionesdeelementoselectrónicos:
–DL: Lógica diodo
–RTL: Lógica transistor-resistencia
–DTL: Lógica diodo-transistor
–HTL: Lógica de alto umbral (incorpora zeners)
–TTL: Lógica transistor-transistor
–ECL: Lógica de emisor acoplado
–NMOS: Solo transistores NMOS
–CMOS: transistores NMOS y PMOS
–BiCMOS: transistores BJT, NMOS y PMOS
IMPLEMENTACIONES
121
Actualmente casi el 100% de los circuitos
digitales se fabrican en tecnología CMOS
Tema 5. Transistores
Laspuertaslógicassepuedenimplementarcon
diversascombinacionesdeelementoselectrónicos:
–DL: Lógica diodo
–RTL: Lógica transistor-resistencia
–DTL: Lógica diodo-transistor
–HTL: Lógica de alto umbral (incorpora zeners)
–TTL: Lógica transistor-transistor
–ECL: Lógica de emisor acoplado
–NMOS: Solo transistores NMOS
–CMOS: transistores NMOS y PMOS
–BiCMOS: transistores BJT, NMOS y PMOS
IMPLEMENTACIONES
121
Actualmente casi el 100% de los circuitos
digitales se fabrican en tecnología CMOS
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Resolveremoscircuitosconalimentaciónúnicaa5V,es
decir,V
CC(oV
DD)=5Vyreferencia(otierra)0V.
Seguimoslalógicapositiva,loqueimplicaquelas
tensionesseinterpretancomoseñalesdigitales:
–5V:1,H,alto
–0V:0,L,bajo
Lastensionesdeentradaysalidasolopuedentomarlos
valoresaltoybajo.
Lasoluciónesunatabladeverdaddondeparacada
combinacióndeentradasseespecifiqueelvalordela
tensióndesalida.
CIRCUITOS
122
Tema 5. Transistores
Resolveremoscircuitosconalimentaciónúnicaa5V,es
decir,V
CC(oV
DD)=5Vyreferencia(otierra)0V.
Seguimoslalógicapositiva,loqueimplicaquelas
tensionesseinterpretancomoseñalesdigitales:
–5V:1,H,alto
–0V:0,L,bajo
Lastensionesdeentradaysalidasolopuedentomarlos
valoresaltoybajo.
Lasoluciónesunatabladeverdaddondeparacada
combinacióndeentradasseespecifiqueelvalordela
tensióndesalida.
CIRCUITOS
122
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Circuitos basados en transistores (NMOS o NPN) y
resistencias:
LÓGICA TRANSISTOR
123
a BJT f
0 V Corte V
CC(5 V)
5 V Saturación0,2 V
a f
0 1
1 0
Polarización
Tablaverdad
PuertaNOT
Tema 5. Transistores
Circuitos basados en transistores (NMOS o NPN) y
resistencias:
LÓGICA TRANSISTOR
123
a BJT f
0 V Corte V
CC(5 V)
5 V Saturación0,2 V
a f
0 1
1 0
Polarización
Tablaverdad
PuertaNOT
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Los transistores los modelamos como interruptores:
TRANSISTOR COMO CONMUTADOR
124
BJT
NMOS
PMOS
a = 0 (0 V) a = 1 (5 V)
Corte
I
C= 0
Corte
I
DS= 0
Triodo
V
SD≈0
Saturación
V
CE≈0
Corte
I
SD= 0
Triodo
V
DS≈0
Los transistores PMOS actúan de manera complementaria
Tema 5. Transistores
Los transistores los modelamos como interruptores:
TRANSISTOR COMO CONMUTADOR
124
BJT
NMOS
PMOS
a = 0 (0 V) a = 1 (5 V)
Corte
I
C= 0
Corte
I
DS= 0
Triodo
V
SD≈0
Saturación
V
CE≈0
Corte
I
SD= 0
Triodo
V
DS≈0
Los transistores PMOS actúan de manera complementaria
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Aplicamos el modelo, para deducir directamente la tabla:
Con a = 0, f toma valor alto porque no hay corriente por R
2
Con a = 1, f toma valor bajo porque queda conectado a referencia
LÓGICA TRANSISTOR
125
a f
0 1
1 0
PuertaNOT
Tablaverdad
a = 0 a = 1
Tema 5. Transistores
Aplicamos el modelo, para deducir directamente la tabla:
Con a = 0, f toma valor alto porque no hay corriente por R
2
Con a = 1, f toma valor bajo porque queda conectado a referencia
LÓGICA TRANSISTOR
125
a f
0 1
1 0
PuertaNOT
Tablaverdad
a = 0 a = 1
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
a b f
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Con varios transistores:
Por ejemplo, con a = 0 y b = 1, no hay corriente por R
3, luego f toma
valor alto
Única opción de que f tome valor bajo: a = b = 1
LÓGICA TRANSISTOR
126
Tablaverdad
PuertaNAND
a = 0
b = 1
Tema 5. Transistores
a b f
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Con varios transistores:
Por ejemplo, con a = 0 y b = 1, no hay corriente por R
3, luego f toma
valor alto
Única opción de que f tome valor bajo: a = b = 1
LÓGICA TRANSISTOR
126
Tablaverdad
PuertaNAND
a = 0
b = 1
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Nos basamos en el mismo criterio para resolver circuitos
basados en transistores NMOS
Por ejemplo, con a = 0 y b = 1, f toma valor bajo ya que está
conectada a referencia a través de T
1
Única opción de que f tome valor alto: a = b = 0
LÓGICA TRANSISTOR
127
Tablaverdad
a = 0
b = 1
a b f
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
PuertaNOR
Tema 5. Transistores
Nos basamos en el mismo criterio para resolver circuitos
basados en transistores NMOS
Por ejemplo, con a = 0 y b = 1, f toma valor bajo ya que está
conectada a referencia a través de T
1
Única opción de que f tome valor alto: a = b = 0
LÓGICA TRANSISTOR
127
Tablaverdad
a = 0
b = 1
a b f
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
PuertaNOR
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Podemos conectar dos circuitos consecutivos:
Si a = 0, T
1es un circuito abierto por lo que f
1toma valor alto, luego
T
2es un circuito cerrado. Si b = 1, T
3es un circuito cerrado.
Por lo tanto, f
2toma valor bajo, ya que queda conectado a
referencia a través de T
2y T
3.
EJERCICIO 9
128
Tablaverdad
a bf
2
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 0
a = 0
b = 1
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
Podemos conectar dos circuitos consecutivos:
Si a = 0, T
1es un circuito abierto por lo que f
1toma valor alto, luego
T
2es un circuito cerrado. Si b = 1, T
3es un circuito cerrado.
Por lo tanto, f
2toma valor bajo, ya que queda conectado a
referencia a través de T
2y T
3.
EJERCICIO 9
128
Tablaverdad
a bf
2
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 0
a = 0
b = 1
Link simulador Falstad
129
Tablaverdad
af
1bf
2
0 0
0 1
1 0
1 1
Tablaverdad
af
1bf
2
0 0
0 1
1 0
1 1
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Consiste en implementar circuitos digitales solo con
transistores NMOS
La resistencia R
Lse puede emular con un NMOS por
medio de dos configuraciones:
TECNOLOGÍA NMOS
130
Cargasaturada NMOS de deplexión
Tema 5. Transistores
Consiste en implementar circuitos digitales solo con
transistores NMOS
La resistencia R
Lse puede emular con un NMOS por
medio de dos configuraciones:
TECNOLOGÍA NMOS
130
Cargasaturada NMOS de deplexión
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
El resultado (tabla de verdad) solo depende de los
transistores que conmutan:
TECNOLOGÍA NMOS
131
Tablaverdad
PuertaNOR
a = 0
b = 1
a b f
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Tema 5. Transistores
El resultado (tabla de verdad) solo depende de los
transistores que conmutan:
TECNOLOGÍA NMOS
131
Tablaverdad
PuertaNOR
a = 0
b = 1
a b f
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Consisteenimplementarcircuitosdigitalescon
transistoresNMOSyPMOS
UnaseñaldigitalcontrolaunparNMOS-PMOS,porlo
queaplicandoelmodelo:
ftomavaloraltoporqueelPMOSconectaaV
DDparaa=0
ftomavalorbajoporqueelNMOSconectaatierraparaa=1
TECNOLOGÍA CMOS
132
a f
0 1
1 0
Tablaverdad
PuertaNOT
a = 0 a = 1
Tema 5. Transistores
Consisteenimplementarcircuitosdigitalescon
transistoresNMOSyPMOS
UnaseñaldigitalcontrolaunparNMOS-PMOS,porlo
queaplicandoelmodelo:
ftomavaloraltoporqueelPMOSconectaaV
DDparaa=0
ftomavalorbajoporqueelNMOSconectaatierraparaa=1
TECNOLOGÍA CMOS
132
a f
0 1
1 0
Tablaverdad
PuertaNOT
a = 0 a = 1
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
TransistoresNMOSdesdefa
referencia,PMOSdesdefaV
CC
Elmismonúmerodetransistores
NMOSyPMOS
LosPMOSseinterconectande
maneracomplementaria(serie-
paralelo)alosNMOS
Estágarantizadoqueexiste
caminodesdefaalimentación
(V
DD)oareferencia(tierra),pero
nuncaaningunooaambos
TECNOLOGÍA CMOS
133
NMOS
PMOS
Tema 5. Transistores
TransistoresNMOSdesdefa
referencia,PMOSdesdefaV
CC
Elmismonúmerodetransistores
NMOSyPMOS
LosPMOSseinterconectande
maneracomplementaria(serie-
paralelo)alosNMOS
Estágarantizadoqueexiste
caminodesdefaalimentación
(V
DD)oareferencia(tierra),pero
nuncaaningunooaambos
TECNOLOGÍA CMOS
133
NMOS
PMOS
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
Aplicamos el modelo:
Para a = 0 y b = 1, f toma valor alto porque P
1conecta a V
DD
Única opción de que f tome valor bajo, a = b = 1.
TECNOLOGÍA CMOS
134
a b f
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Tablaverdad
PuertaNAND
a = 0
b = 1
Tema 5. Transistores
Aplicamos el modelo:
Para a = 0 y b = 1, f toma valor alto porque P
1conecta a V
DD
Única opción de que f tome valor bajo, a = b = 1.
TECNOLOGÍA CMOS
134
a b f
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Tablaverdad
PuertaNAND
a = 0
b = 1
Fundamentos de Electrónica
Tema 5. Transistores
¿Quévalortomalasalidaf
para las siguientes
combinacionesdeentradas?
–A=0,B=1,C=0
–A=0,B=0,C=1
–A=1,B=1,C=1
Transformarelcircuitoa
tecnologíaCMOS
EJERCICIO 10
135
Link simulador Falstad
Tema 5. Transistores
¿Quévalortomalasalidaf
para las siguientes
combinacionesdeentradas?
–A=0,B=1,C=0
–A=0,B=0,C=1
–A=1,B=1,C=1
Transformarelcircuitoa
tecnologíaCMOS
EJERCICIO 10
135
Link simulador Falstad
136
ABXCf
01 0
00 1
11 1
ABXCf
01 0
00 1
11 1
Tags
Categories
GeneralDownload
Download Slideshow Get the original presentation fileQuick Actions
Statistics
- Views 353
- Slides 136
- Age 1004 days
Related Slideshows
22
Pray For The Peace Of Jerusalem and You Will Prosper
RodolfoMoralesMarcuc
44 views
26
Don_t_Waste_Your_Life_God.....powerpoint
chalobrido8
46 views
31
VILLASUR_FACTORS_TO_CONSIDER_IN_PLATING_SALAD_10-13.pdf
JaiJai148317
42 views
14
Fertility awareness methods for women in the society
Isaiah47
40 views
35
Chapter 5 Arithmetic Functions Computer Organisation and Architecture
RitikSharma297999
38 views
5
syakira bhasa inggris (1) (1).pptx.......
ourcommunity56
41 views