Características y funcionamiento del circuito de transistor de avalancha

Un transistor es un dispositivo que se utiliza para regular el flujo de corriente y voltaje en un circuito. Actúa como interruptor o puerta para señales electrónicas. Un transistor consta de tres capas de material semiconductor como silicio o germanio de tres terminales. Cuando se aplica una corriente o voltaje a un par de terminales de transistor, controla la corriente a través del otro par de terminales. Un transistor es una unidad básica en un circuito integrado.

Transistor NPN

A Transistor de unión bipolar (BJT) es un tipo de transistor que usa un portador de carga de electrones y huecos, mientras que el transistor de efecto de campo (FET) usa solo un tipo de portador de carga. BJT utiliza dos uniones formadas entre los semiconductores tipo py tipo n para su funcionamiento. Estos están disponibles en Tipos NPN y PNP . Los BJT se utilizan como amplificadores e interruptores en circuitos electrónicos.

Transistores NPN y PNP

¿Qué es un transistor de avalancha?

Un Avalanche Transistor es un transistor de unión bipolar . Esto opera en la región de su corriente de colector o características de voltaje de colector a emisor más allá de la tensión de ruptura de colector a emisor, llamada región de ruptura de avalancha. Esta región se caracteriza por el fenómeno de ruptura de avalanchas.

Desglose por avalancha

Cuando un semiconductor de tipo py de tipo n entra en contacto, se forma una región de agotamiento alrededor de la unión p-n. El ancho de la región de agotamiento disminuye con el aumento de voltaje de polarización de reenvío, mientras que la región de agotamiento aumenta en condición de polarización inversa. La siguiente figura muestra las características I-V de un Unión p-n en polarización de reenvío y condición de polarización inversa .

Desglose por avalancha

Aquí la figura demuestra que la corriente a través del semiconductor aumenta con un aumento en el nivel de voltaje en la polarización de reenvío. Además, hay una cierta corriente mínima que fluye a través de la unión p-n bajo polarización inversa. Esta corriente se llama corriente de saturación inversa (Is).

En la etapa inicial, la corriente de saturación inversa Is es independiente de la tensión aplicada, pero al llegar a un punto en particular, la unión se rompe, lo que provoca un fuerte flujo de corriente inversa a través del dispositivo. Esto se debe a que a medida que aumenta la tensión inversa, también aumenta la energía cinética del portador de carga minoritario. Estos electrones de movimiento rápido chocan con los otros átomos para eliminar algunos electrones más de ellos.

Los electrones así liberados liberan aún más electrones de los átomos al romper el enlace covalente. Este proceso se conoce como multiplicación de portadores y esto conduce a un aumento considerable del flujo de corriente a través de la unión p-n. Este fenómeno se llama ruptura de avalancha y el voltaje se llama voltaje de ruptura de avalancha (VBR).

La ruptura por avalancha ocurre en la unión p-n ligeramente dopada cuando el voltaje inverso aumenta más allá de 5V. Además, es difícil controlar este fenómeno ya que el número de portadores de carga generados no se puede controlar directamente. Además, el voltaje de ruptura de avalancha tiene un coeficiente de temperatura positivo, lo que significa que el voltaje de ruptura de avalancha aumenta con el aumento de la temperatura de la unión.

Generador de pulsos de transistor de avalancha

El generador de pulsos es capaz de generar un pulso de alrededor de 300ps de tiempo de subida. Por lo tanto, es muy útil para medir el ancho de banda y también se usa en proyectos que requieren un pulso con un tiempo de subida rápido. Se puede utilizar un generador de impulsos para calcular el ancho de banda de un osciloscopio. Una ventaja del generador de pulsos de transistor de avalancha es que es una forma mucho más barata que usar el método 3D que necesita un generador de funciones de alta frecuencia.

Generador de pulsos de transistor de avalancha

El circuito anterior es un esquema del generador de pulsos de transistor de avalancha. Este es un circuito sensible y de alta frecuencia con chip LT1073 y transistor 2N2369. Este circuito hace uso de la propiedad de ruptura del transistor.

Chips normales como Chip de 555 horas o las puertas lógicas no pueden producir pulsos con un rápido aumento del tiempo. Pero un transistor de avalancha ayuda a producir tales pulsos. Un transistor de avalancha necesita un convertidor de 90 V que sea compatible con los circuitos LT1073. El 90V se alimenta a la resistencia de 1M que conecta el transistor 2N2369.

El transistor está conectado a una resistencia de 10 K, por lo que 90 V no pueden pasar a través de él directamente. Luego, la corriente se almacena en el condensador de 2pf. El transistor tiene un voltaje de ruptura de 40 V mientras se alimenta con 90 V CC. Por lo tanto, el transistor se descompondrá y la corriente del condensador se descargará en el colector base. Esto crea un pulso con un tiempo de subida muy rápido. Esto no dura mucho. El transistor se recupera muy rápidamente y se vuelve no conductor. El condensador volverá a cargarse y el ciclo se repetirá.

Multivibrador monoestable

A multivibrador monoestable tiene un estado estable y uno cuasi-estable. Cuando se aplica un disparador externo al circuito, el multivibrador saltará de un estado estable a un estado cuasi. Después de un período de tiempo, volverá automáticamente a un estado estable sin ningún disparador externo. El período de tiempo necesario para volver al estado estable depende de los elementos pasivos como resistencias y condensadores utilizados en el circuito.

Multivibrador monoestable

Operación del circuito

Cuando no hay un disparador externo al circuito, un transistor Q2 estará en estado de saturación y otro transistor Q1 estará en estado de corte. Q1 se pone en potencial negativo hasta que opera el disparador externo. Una vez que se alimenta el disparador externo a la entrada, Q1 se encenderá y cuando Q1 alcance la saturación, el capacitor que está conectado al colector de Q1 y la base de Q2 hará que el transistor Q2 se apague. Este es un estado del transistor Q2 de apagado que se denomina astable o cuasi-estado.

Cuando el condensador se carga desde Vcc, el Q2 se encenderá nuevamente y automáticamente el Q1 se apagará. Por tanto, el tiempo que tarda el condensador en cargarse a través de la resistencia es directamente proporcional al estado astable del multivibrador cuando se aplica un disparador externo.

Características del transistor de avalancha

El transistor de avalancha tiene características de ruptura cuando se opera en polarización inversa, esto ayuda a cambiar entre los circuitos.

Aplicaciones del transistor de avalancha

• El transistor de avalancha se utiliza como interruptor, amplificador lineal en circuitos electrónicos.
• La principal aplicación de los transistores de avalancha es generar pulsos con tiempos de subida muy rápidos, que se utiliza para generar el pulso de muestreo en un osciloscopio de muestreo comercial.
• Una posibilidad interesante es una aplicación como amplificador clase C . Esto implica cambiar el funcionamiento de un transistor de avalancha y debe utilizar todo el rango de voltaje del colector en lugar de solo una pequeña parte del mismo.

Por lo tanto, se trata de las características del transistor Avalanche y sus aplicaciones. Esperamos que comprenda mejor este concepto. Además, cualquier duda sobre este concepto o para implementar proyectos de electrónica por favor, dé sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Qué es un transistor de avalancha?