Semiconductores De Potencia.docx

SEMICONDUCTORES DE POTENCIA

Transistor JFET El transistor JFET es un dispositivo mediante el cual se puede controlar el paso de una cierta cantidad de corriente haciendo variar una tensión, esa es la idea principal; existen 2 tipos de JFET los de canal n y los de canal p. constan de 3 pines, los cuales reciben los nombres de drenaje(D), compuerta(G) y fuente(S); lo que hace el JFET es controlar la cantidad de corriente que circula entre el drenaje y la fuente, esa corriente se controla mediante la tensión que exista entre la compuerta y la fuente.

CURVAS CARACTERISTICAS Son dos las curvas que se manejan habitualmente para caracterizar los transistores JFET. En primer lugar, en la representación de ID frente a VGS, para una VDS dada, se aprecia claramente el paso de la región de corte a la de saturación (Figura 8). En la práctica sólo se opera en el segundo cuadrante de la gráfica, puesto que el primero la VGS positiva hace crecer rápidamente IG.

En la característica VDS - ID del transistor NJFET se observa la diferencia entre las regiones lineal y de saturación (Figura 9). En la región lineal, para una determinada VGS, la corriente crece proporcionalmente a la tensión VDS. Sin embargo, este crecimiento se atenúa hasta llegar a ser nulo: se alcanza el valor de saturación, en donde ID sólo depende de VGS.

Figura 9: Característica VDS - ID del transistor NJFET

Nótese que, según esta gráfica, la región de saturación del JFET se identifica con la región activa normal de los transistores bipolares. Mientras que en RAN la corriente de colector sólo depende de la de base, aquí la magnitud de control es la tensión VGS. Por el contrario, si la resistencia del JFET en la región lineal es muy pequeña puede encontrarse un cierto paralelismo entre las regiones lineal de JFET y de saturación del BJT.

TRANSISTOR MOSFET Un MOSFET es un dispositivo semiconductor utilizado para la conmutación y amplificación de señales. El nombre completo, Transistor de Efecto de Campo de Metal-Óxido-Semiconductor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET) se debe a la constitución del propio transistor. Los MOSFET poseen también 3 terminales: Gate, Drain y Source (compuerta, drenaje y fuente). A su vez, se subdividen en 2 tipos, los MOSFET canal N y los canal P. Existen diferentes tipos de MOSFET, dependiendo de la forma cómo están construidos internamente. Así, tenemos MOSFET de enriquecimiento y MOSFET de empobrecimiento, cada uno con su símbolo característico. Un MOSFET de enriquecimiento para pequeña señal tiene una limitación de potencia de 1 W o menos. La muestra un conjunto de curvas de salida de un MOSFET de enriquecimiento típico. La curva inferior es la curva de VGS(th). Cuando VGS es mayor que VGS(th), el dispositivo conduce y la corriente de drenador se controla por medio de la tensión de puerta.

Grafica de empobrecimiento

Grafica de enriquecimiento

Transistor bipolar o BJT El transistor bipolar o bjt es un dispositivo electrónico, mediante el cual se puede controlar una cierta cantidad de corriente por medio de otra cantidad de corriente, este dispositivo consta de 3 patitas, terminales o pines, cada uno de estos pines tienen un nombre especial, los cuales son el colector, la base y el emisor. El transistor bipolar está formado por capas de material semiconductor tipo n y tipo p, de acuerdo a la distribución de los materiales semiconductores se tienen 2 tipos de transistor bipolares, los que se conocen como transistor npn y transistor pnp, el funcionamiento del transistor se basa en movimientos de electrones (negativos) y de huecos (positivos), de allí el nombre de transistor bipolar o bjt (transistor de unión bipolar). Para que opere en la región de saturación, el diodo base emisor tiene que estar polarizado en forma directa y el diodo base colector también tendrá que estar polarizado en forma directa. Para que opere en la región de corte, el diodo base emisor tiene que estar polarizado en forma inversa y el diodo base colector también tendrá que estar polarizado también forma inversa Para que opere en la región de activa, el diodo base emisor tiene que estar polarizado en forma directa y el diodo base colector tendrá que estar polarizado en forma inversa.

Circuito PNP

Circuito NPN

Grafica de Respuesta

Transistor bipolar de puerta aislada IGBT El transistor bipolar de puerta aislada (conocido por la sigla IGBT, del inglés Insulated Gate Bipolar Transistor) es un dispositivo semiconductor que se aplica como interruptor controlado en circuitos de electrónica de potencia. Este dispositivo posee las características de las señales de puerta de los transistores de efecto campo con la capacidad de alta corriente y bajo voltaje de saturación del transistor bipolar, combinando una puerta aislada FET para la entrada de control y un transistor bipolar como interruptor en un solo dispositivo. El circuito de excitación del IGBT es como el del MOSFET, mientras que las características de conducción son como las del BJT.

Símbolo del transistor IGBT

Grafica de respuesta

Simulaciones

Simulación 1

Nivel de agua (Vacío)

Simulación 2

Nivel de Agua (lleno)

Inversor de corriente

Practica 5: Acortador de onda CONCLUSIÓN: Con estas simulaciones logramos observar el comportamiento de los transistores IGBT’s y sus aplicaciones, así como las características que posee, su comportamiento como un BJT gracias a su gran conducción y la alta impedancia que hereda de los MOSFET.