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El transistor BJT El transistor bipolar es el más común de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio, es un dispositivo semiconductor de tres capas que consiste de dos capas de material tipo n y una capa tipo p, o bien, de dos capas de material tipo p y una tipo n. al primero se le llama transistor npn, en tanto que al segundo transistor pnp. La dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor. Terminales: E para el emisor, C para el colector y B para la base. La abreviatura BJT, de transistor bipolar de unión (del ingles, Bipolar Junction Transistor), suele aplicarse a este dispositivo de tres terminales. Características de los Transistores: • El consumo de energía es relativamente baja. • El peso. • Una vida larga útil (muchas horas de servicio). • Puede permanecer mucho tiempo en deposito (almacenamiento). • No necesita tiempo de calentamiento. • Los transistores pueden reproducir el fenómeno de la fotosensibilidad (fenómenos sensibles a la luz). Este dispositivo permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña. Existe una gran variedad de transistores. En principio, se explicarán los bipolares. Los símbolos que corresponden a este tipo de transistor son los siguientes:

Transistor NPN

Estructura de transistor NPN

un

Transistor PNP

Estructura de transistor PNP

un

1. FUNCIONAMIENTO BASICO Cuando el interruptor SW1 está abierto no circula intensidad por la Base del transistor por lo que la lámpara no se encenderá, ya que, toda la tensión se encuentra entre Colector y Emisor. (Figura 1).

Figura 1

Figura 2

Cuando se cierra el interruptor SW1, una intensidad muy pequeña circulará por la Base. Así el transistor disminuirá su resistencia entre Colector y Emisor por lo que pasará una intensidad muy grande, haciendo que se encienda la lámpara. (Figura 2). 2. POLARIZACIÓN DE UN TRANSISTOR Una polarización correcta permite el funcionamiento de este componente. No es lo mismo polarizar un transistor NPN que PNP.

Polarización de un transistor NPN

Polarización de un transistor PNP

Generalmente podemos decir que la unión base - emisor se polariza directamente y la unión base - colector inversamente. 3. ZONAS DE TRABAJO CORTE.- No circula intensidad por la Base, por lo que, la intensidad de Colector y Emisor también es nula. La tensión entre Colector y Emisor es la de la fuente. El transistor, entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor abierto. IB = IC = IE = 0; VCE = Vfuente En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (como no hay corriente circulando, no hay caída de voltaje, ver Ley de Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0) SATURACION.- Cuando por la Base circula una intensidad, se aprecia un incremento de la corriente de colector considerable. En este caso el transistor

entre Colector y Emisor se comporta como un interruptor cerrado. De esta forma, se puede decir que la tensión de la fuente se encuentra en la carga conectada en el Colector. Ic = Ie = I máxima En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, (ver ley de Ohm). En las zonas de corte y saturación el transistor es utilizado para aplicaciones de conmutación (potencia, circuitos digitales, etc.), en definitiva, como si fuera un interruptor. ACTIVA.- Actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente. La ganancia de corriente es un parámetro también importante para los transistores ya que relaciona la variación que sufre la corriente de colector para una variación de la corriente de base. Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte entonces está en una región intermedia, la región activa. En esta región la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganacia de corriente de un amplificador, es un dato del fabricante) y de las resistencias que hayan conectadas en el colector y emisor). Esta región es la mas importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador. Los fabricantes suelen especificarlo en sus hojas de características la ganancia, también aparece con la denominación h FE. Se expresa de la siguiente manera: ß = IC / IB En resumen: VCE VRC IC

Saturación ~0 ~ VCC Máxima

Corte ~ VCC ~0 = ICEO ~ 0

Activa Variable Variable Variable

IB VBE

Variable ~ 0,8v

=0 < 0,7v

Variable ~ 0,7v

Cuando seleccionamos un transistor tendremos que conocer el tipo de encapsulado, así como el esquema de identificación de los terminales. También tendremos que conocer una serie de valores máximos de tensiones, corrientes y potencias que no debemos sobrepasar para no destruir el dispositivo. El parámetro de la potencia disipada por el transistor es especialmente crítico con la temperatura, de modo que esta potencia disminuye a medida que crece el valor de la temperatura, siendo a veces necesario la instalación de un radiador o aleta refrigeradora. Los encapsulados en los transistores dependen de la función que realicen y la potencia que disipen, así nos encontramos con que los transistores de pequeña señal tienen un encapsulado de plástico, normalmente son los más pequeños;

los de mediana potencia, son algo mayores y tienen en la parte trasera una chapa metálica que sirve para evacuar el calor disipado convenientemente refrigerado mediante radiador_disipador; los de gran potencia, son los que poseen una mayor dimensión siendo el encapsulado enteramente metálico . Esto, favorece, en gran medida, la evacuación del calor a través del mismo y un radiador. Taller 1) 2) 3) 4)

Describas las zonas de trabajo del transistor Diga porque se llama transistor BJT Dibuje el transistor NPN y PNP con sus respectivos sentidos de corriente Si la corriente de base en un transistor PNP es cero en que zona esta?, explique. 5) De acuerdo a los transistores que entregue el instructor realice una tabla que contenga las características(en el manual) del transistor de: a. PNP o NPN b. Voltaje máximo c. Voltaje mínimo d. Corriente máxima e. Corriente mínima f. Ganancia g. Potencia disipada h. Identificación de terminales i. Es de alta, mediana o baja potencia j. Describa el procedimiento para identificar los terminales del transistor con multimetro, recuerde el documento de “prueba de algunos elementos” 6) Realice los ejercicios descritos al final. 7) Verificar el funconamiento en Work Bench.

Ejercicios (6) Identifique en que zona se encuentra el transistor. 1. B=150, Vcc=15v

2. B=200, Vcc=12v

3. B=200, Vcc=12v

4. B=180, Vcc=20v

5. B=100, Vcc=15v