Lectura Transistores..

Transistores bipolares 231
Un cálculo detallado de la coriente permite demostrar que durante la subida la corriente de colector
viene dada en cada instante por el cociente Q(t)/r B siendo Q(t) el valor de la carga de huecos
minoritarios en la base y tuelÍiern¡to ele frúnsifo cle los lutec'os e frevés cle la base. Asípues, en el
transitorio de subida la coriente de colector aumenta proporcionalmente a la carga de la base,
siguiendo también una ley de carácter exponencial hasta alcanzar un valor 1.. Por tanto, el tiempo
de subida se con'esponde con el tiempo necesario para trasladar el punto de funcionarr-riento de P,
a P, pasando por la región activa, y este tiempo está determinado esencialmente por el tiempo de
vida media de los portadores minoritarios en la base.
Una vez que el transistor alcanza el pllnto P, en la región de saturación, la corriente /. permanece
prácticarnente constante. siempre que /, sea también constante. No ocurre así con la
carga acumulada en la base cuyo valor máximo, Qu,viene dado por la ecuación t4.50j, es decir:
Qr= I rtn. Este valor siempre será mayor que la carga Q, acumulada durante el tiempo de subida.
Precisamente, esta carga acumulada en exceso en la región de base es la que hace que el transistor
se mantenga en la región de saturación durante un cierto tiempo, f., una vez que la corriente
1, se rednce instantáneamente a celo cuando el transistor pasa de nuevo al estado de apagado. El
tiempo 1.. denominado tienqto cle alnncenamietúo es el necesario para que la carga Q,, disminuya
hasta Q.. En este período la corriente de colector se mantiene relativamente constante ya que la
distribución de huecos en la región de base, qlle es el factor detenninante de 1., se mantiene prácticamente
inalterada. Una vez que Q(t) = 0r. la corriente de colector inicia una caída rápida con
una cinética similar a la del proceso de subida, es decir si-guiendo una ley de tipo exponencial
con una constante de tiernpo dada por t,,.
Todos estos resultados indican que la velocidad de respuesta de un transistor p-n-p a impulsos
rápidos de corriente está controlada por el tiempo de vida media de los huecos minoritarios
en la base en los procesos de recombinación. En circuitos digitales en los que se requiere una
velocidad alta de conmutación interesa reducir T,, todo lo que sea posible. Para lograr este objetivo
se recurre, durante la fabricación del transistor, a métodos que permitan introducir centros
de recombinación en la legión de base. se-9ún se comentó en la Sección 2.6. Estos centros de
recombinación, que están constituidos por estados energéticos localizados en las proximidades
del centro de la banda prohibida del semiconductor, aumentan la velocidad de recombinación de
los portadores.
CUESTIONES Y PROBLEMAS
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
Dibujar esquemáticamente las características I-V de salida, en las cuatro regiones de funcionamiento,
de un transistor conectado en la configuración de emisor común. Indicar en
cada caso el diagrama de bandas de ener-uía del transistor. discutiendo el movimiento de los
portadores.
Explicar por qué la familia de curvas de salida en la configuración de base comúrn (Figura
9.8) para ef'ectos prácticos conver-ge en un punto úrnico sitr.rado en la parte negativa del eje
de abscisas.
Diseñar un circuito simple para polarizar un transistor de Si en la región activa, en las confi-suraciones
de emisor y de base comúrn. imponiendo la condición de que la corriente de
emisor sea de 2.0 mA (utilícese para cx,i( el r"alor de 0,98).
Un transistor de silicio cle tipo p-tt-p tiene el emisor dopaclo con ly', = l0:0 cm-'r y la base cón
N,,= 2xl 017 crn-r. Si la arrchura de la base es de .1 ¡rm, determinar la eficiencia del emisor y
el coeficiente de transporte de la base (utilícese par¿r L,, el dato del Problema4.2).