Contenido
En este artículo discutiremos sobre los conceptos básicos relacionados con el transistor y sus características.
- Definición de transistor
- Características de un transistor
- Diagrama de transistor PNP y NPN
- Configuración
- ¿Qué es un semiconductor tipo P?
- ¿Qué es un semiconductor tipo N?
- ¿Qué es Band Gap?
- Espacio prohibido
- Banda de cenefa
- Banda de conducción
- Semiconductor intrínseco
- Semiconductor extrínseco
- Bandgap directo e indirecto
- Efecto Moss-Burstein
Definición de un transistor:
“El transistor es un dispositivo semiconductor con tres partes de conexión. Este dispositivo se utiliza principalmente para aplicaciones de amplificación y conmutación de señales electrónicas ”.
Transistor Características:
- Un transistor representa la relación entre corriente y voltajes.
- Es una red de dos puertos en general
- Cada uno de los modos de transistor tiene diferentes características de entrada, características de salida y características de transferencia de corriente.
- Un transistor tiene tres polos, y cada uno de los polos está hecho principalmente de sustrato tipo N y tipo P.
Un transistor consta de tres terminales
- Emisor
- El pareo de bases
- Coleccionista
El transistor se ha dividido en dos categorías clave
- Transistor de unión bipolar (BJT)
- Transistor de efecto de campo (FET)
También existen tres modos en un transistor
- Emisor común o modo CE
- Modo base común o CB
- Colector común o modo CC
Diagrama de transistor PNP y NPN
Para saber más sobre PNP y transistores NPN, primero, tenemos que saber acerca de los semiconductores tipo P y tipo N.
¿Qué es un semiconductor tipo P?
Un semiconductor tipo P (enlazar) es un tipo de semiconductor cuando se agrega alguna impureza (principalmente trivalente) al semiconductor intrínseco o puro. En estos tipos, los huecos son mayoritarios y la electrónica son portadores minoritarios. Las impurezas trivalentes pueden ser boro (B), galio (Ga), etc.
¿Qué es un semiconductor tipo N?
Un semiconductor de tipo N es un tipo de semiconductor cuando algunas impurezas (principalmente pentavalentes) se dopan a un semiconductor extrínseco. En esto, los electrones son portadores mayoritarios o primarios, y los huecos son portadores minoritarios o secundarios.
Algunos de los ejemplos son fósforo (P), arsénico (As), etc.
En los semiconductores tipo N y tipo P, observamos diferentes tipos de "bandas de energía" que juegan un papel importante en la función de un transistor; son:-
Crédito de la imagen: tem5psu, Dopaje N y P, CC BY-SA 4.0
Brecha de banda
"Band Gap se refiere a la diferencia de energía entre la parte superior de la banda de cenefa y la parte inferior de la banda de conducción en un aislante y semiconductor".
– Este es un rango de energía para sólidos básicamente donde no pueden existir estados de electrones.
Espacio prohibido
– En un sólido, el rango de energías que un electrón dentro de un sólido puede tener una banda de energía, y un rango de energía que puede no tener se llama brecha prohibida.
Crédito de la imagen: skei, BandGap-Comparación-confermi-E, CC BY-SA 2.5
Banda de cenefa y banda de conducción
En estados sólidos, la banda de cenefa y las bandas de conducción son las bandas más cercanas al nivel de Fermi (una cantidad termodinámica denotada por µ) y determinan la conductividad eléctrica de los sólidos.
Para construir un transistor, necesitamos dos tipos de semiconductores, que son:
1. Semiconductor intrínseco
- - Los materiales están en forma pura.
- - Baja conductividad eléctrica
- - No de electrones libres en la banda de conducción = No de los agujeros en la banda de la cenefa
- - La conductividad eléctrica se verá influenciada por la temperatura.
2. Semiconductor extrínseco
Los semiconductores extrínsecos se dividen en otros dos tipos
- tipo n
- tipo p
- - Material impuro dopado con dopantes tipo py tipo n
- - Los números de huecos y electrones no son iguales
- - Alta conductividad eléctrica.
- - Las impurezas como Sb, P, ln, Bi están dopadas con átomos de silicio y germanio.
Bandgap directo e indirecto
En la electrónica de semiconductores, la banda prohibida de un semiconductor se puede clasificar en formas básicas como sigue:
- Bandgap directo
- Bandgap indirecto.
Dependiendo de las estructuras de las bandas, las sustancias tienen una banda prohibida directa o una banda prohibida indirecta.
- La banda prohibida directa ocurre cuando el impulso del nivel de baja energía de la región conductora y el nivel de alta energía de la región de valencia son similares.
- La banda prohibida indirecta ocurre cuando el impulso del nivel de baja energía de la región conductora y el nivel de alta energía de la región de valencia no son similares.
- Cuando un electrón tiene suficiente energía, puede llegar a la banda conductora. En este proceso, se emiten fotones.
- Para un material de banda prohibida indirecta, tanto el fotón como el fonón se han incluido en una transición desde la parte superior de la banda de valencia superior a la banda de conducción inferior.
El estado de energía máxima en la banda de valencia y el estado de energía mínima en la banda de conducción se distinguen por el vector k de las zonas de Brillouin o un momento cristalino particular. En el caso de que los k-vectores sean distintos, la sustancia tiene un "espacio indirecto". La banda prohibida se conoce como directa si el movimiento cristalino de huecos y electrones es igual en las bandas de conducción y valencia; un e– podría emitir un fotón. No se puede emitir un fotón dentro de un espacio "indirecto" ya que el electrón tiene que pasar a través de uno intermedio y transferir el impulso a la red cristalina.
¿Qué es un material semimetálico?
En determinadas sustancias con brecha directa, el valor de la diferencia es negativo. Estas sustancias se denominan semimetales.
Efecto Moss-Burstein
El efecto Moss-Burstein o cambio Burstein-Moss es el prodigio en el que la banda prohibida de un semiconductor puede aumentar.
- Esto se observa en una distribución de electrones degenerada o en alguna variante de semiconductores.
- Según el cambio de Moss-Burstein, la brecha de banda es
Brecha de banda aparente = Brecha de banda real + Cambio de Moss-Burstein
En semiconductores aparentemente dopados, el nivel de Fermi se encuentra entre las bandas de valencia y conducción.
Por ejemplo, en un semiconductor de tipo n, a medida que aumenta la concentración de dopaje, los electrones se pueblan en las regiones de conducción que obligan al nivel de Fermi a una etiqueta energética más alta.
El nivel de Fermi se encuentra en la banda de conducción para una cantidad degenerada de dopaje. El principio de exclusión de Pauli prohíbe la excitación para estos estados preocupados. Por lo tanto, se observa un aumento aparentemente en la banda prohibida.
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Hola, soy Soumali Bhattacharya. He realizado el Máster en Electrónica.
Actualmente me dedico al campo de la Electrónica y la comunicación.
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