DISPOSITIVOS TOTALMENTE CONTROLADOS

Los transistores son utilizados como interruptores en los circuitos de potencia. los circuitos de polarización estan diseñados para que estos estén completamente saturados (activos) o en corte (desactivados)
su gran ventaja es que son totalmente controlados


TRANSISTOR BIPOLAR BJT:

son interruptores de potencia controlados por corriente. puede estar constituido por cristales de germanio. tienen 3 capas d edopados, 2 uniones (j1 j2) y tres terminales cuya agrupacion da lugar a dos tipos de transistores segun la disposicion de las capas


ESTRUCTURA INTERNA:
 sus dos tipos que son los NPN y los PNP




CURVA CARACTERÍSTICA

existen 3 zonas de funcionaiento:
ZONA ACTIVA: el transistor solo amplifica en esta zona y se comporta como una fuente d ecorriente constante controlada por la intensidad de base. este parametro lo
proporciona el fabricante dandonos un maximo y un minimo para una corriente d ecolector dada.
para que un transistor funcione en la zona activa, se debe polarizar la union j1 directamente y la 2 inversamente.
ZONA DE CORTE:en esta zona el transistor es utilizado para aplicacines d econmutacion y se puede considerar como un cortocircuito entre el colector y el emisor. un trnasistor funciona al corte cuando la union  j1 s epolariza inversamente o no se polariza y la j2 se polariza inversamente

ZONA DE SATURACION: el transistor es utilizado para aplicaciones de conmutacion y se puede considerar las corrientes que lo atraviesan  practicamente nulas. para colocarlo en saturacion se debe polarizar las dos uniones directamente
ACTIVA INVERSA: esta zona se puede considerar como carente de interes.

CONEXION DARLINGTON:

 la ganancia de un transistor de potencia elevada suele ser bastante pequeña. Ello conlleva que debido a las grandes corrientes de colector que se deben manejar, la corriente por la base debe ser también elevada, complicando el circuito de control de base del transistor. 


Para evitar esta problemática se suelen utilizar transistores de potencia en configuraciones tipo Darlington, donde se conectan varios transistores de una forma estratégica para aumentar la ganancia total del transistor. 


APLICACIONES Y VENTAJAS:
 los transistores bipolares se utilizan para potencias medias, y frecuencias de trabajo medias (hasta unos 40 kHz). 
La ventaja de este tipo de interruptores es que su caída de tensión en conducción es bastante constante, si bien el precio que se paga es la complejidad del circuito de control, ya que es un semiconductor controlado por corriente. Este tipo de transistores, a diferencia de los que se verán en los siguientes apartados, suelen ser bastante económicos. 




MOSFET:

es un dispositivo controlado por tensión. una tension puerta fuente lo suficiente grande activara el dispositivo dando lugar a una pequeña tensin drenador fuente la puerta está aislada del canal, consiguiéndose de esta forma que la corriente de dicho terminal sea muy pequeña, prácticamente despreciable. Debido a este hecho, la resistencia de entrada de este tipo de transistores es elevadísima, del orden de 10.000 MW , lo que les convierte en componentes ideales para amplificar señales muy débiles.


ZONAS:


Corte: La tensión entre la puerta y la fuente es más pequeña que una determinada tensión umbral  con lo que el dispositivo se comporta como un interruptor abierto. 
Óhmica: Si la tensión entre la puerta y la fuente (o surtidor) es suficientemente grande y la tensión entre el drenador y la fuente es pequeña, el transistor se comporta como un interruptor cerrado, modelado por una resistencia,
Saturación: Si el transistor está cerrado pero soporta una tensión drenador-surtidor elevada, éste se comporta como una fuente de corriente constante, controlada por la tensión entre la puerta y el surtidor. 

Curvas características

Como se podrá observar en las curvas características, este transistor sólo conduce cuando son aplicadas tensiones positivas al drenador, por lo que normalmente estará en no conducción o apagado

APLICACIONES Y VENTAJAS:

es muy usado en convertidores de pequeña y alta frecuencia.

su velocidad de conmutación que esta en el orden de los nanosegundos

su circuito de mando es mas simple

alta impedancia de entrada

DESVENTAJAS:

muy sensibles a descargas electrostáticas.

su protección es relativamente difícil.

su precio es alto.

provoca mayores perdidas en conmutación.

IGBT:

es una conexion integrada de un mosfet y un bjt donde el circuito de exitacion es como del mosfet, mientras que las caracteristicas de conduccion son como las del bjt. su control se logra por la aplicación de una polarización entre puerta y emisor. 

FUNCIONAMIENTO:

Si un voltaje es aplicado a la puerta, el IGBT enciende inmediatamente, la corriente  es conducida y el voltaje  se va desde el valor de bloqueo hasta cero. LA corriente  persiste para el tiempo en el que la señal en la puerta es aplicada. Para encender el IGBT, la terminal drain D debe ser polarizada positivamente con respecto a la terminal S. La señal de encendido es un voltaje positivo  que es aplicado a la puerta. Este voltaje, si es aplicado como un pulso de magnitud aproximada de 15, puede causar que el tiempo de encendido sea menor a 1 s, después de lo cual la corriente de drain iD es igual a la corriente de carga(asumida como constante). Una vez encendido, el dispositivo se mantiene así por una señal de voltaje en la puerta. Sin embargo, en virtud del control de voltaje la disipación de potencia en la puerta es muy baja.

EL IGBT se apaga simplemente removiendo la señal de voltaje de la terminal puerta. La transición del estado de conducción al estado de bloqueo puede tomar apenas 2 micro segundos, por lo que la frecuencia de conmutación puede estar en el rango de los 50 kHz.

CURVA CARACTERISTICA:

APLICACIONES:

es usado para velocidades de conmutación de hasta 20 khz

el igbt tiene una alta impedancia de entrada en la puerta y necesita muy poca energia para conmutarlo como lo mosfet.  tiene una caida de volaje muy pequeña como los bjt.