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En detalle el funcionamiento del transistor como interruptor o switch. Se describe qué son los transistores, los diferentes tipos (bjt, mesfet, mosfet), y cómo se utilizan para conmutar o activar/desactivar circuitos. Se presentan ejemplos prácticos de uso del transistor como interruptor, como para encender y apagar un led. Además, se explica cómo calcular los valores de la resistencia de base (rb) y la corriente de base (ib) necesarios para que el transistor entre en saturación y corte, permitiendo el funcionamiento del interruptor. El documento proporciona una comprensión integral del transistor como dispositivo de conmutación en aplicaciones electrónicas.
Tipo: Apuntes
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María Andrea Tay de León 2990-20- Josselline Desiree Menchú Charuc 2990-20- Kennet Alesandro Moran Monroy 2990-20- Angie Paola González Monroy 2990-20- Universidad Mariano Gálvez De Guatemala Ing. Carlos Custodio Electrónica analógica EL TRANSISTOR COMO SWITCH.
(^) Dispositivo semiconductor activo que tiene tres o más electrodos. Los tres electrodos principales son emisor, colector y base. La conducción entre estos electrodos se realiza por medio de electrones y huecos. El germanio y el sicilio son los materiales más frecuentemente utilizados para la fabricación de los elementos semiconductores. Los transistores pueden efectuar prácticamente todas las funciones de los antiguos tubos electrónicos, incluyendo la ampliación y la rectificación, con muchísimas ventajas.
(^) Cuando se utiliza el transistor como interruptor o switch, la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturación. (^) Cuando un transistor se utiliza en un circuito, su comportamiento dependerá de sus curvas características. En el siguiente diagrama se muestra hay varias curvas que representan la función de transferencia de Ic (corriente de colector) contra VCE (voltaje colector – emisor) para varios valores de Ib (corriente de base).
(^) Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima (prácticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) máximo (casi igual al voltaje de alimentación). Ver la zona amarilla en el gráfico. (^) Un transistor en saturación tiene una corriente de colector (Ic) máxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios). Ver zona en verde en el gráfico. (^) Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser bajo o mejor aún, cero. (^) Para lograr que el transistor entre en saturación, el valor de la corriente de base debe calcularse dependiendo de la carga que se esté operando entre encendido y apagado (funcionamiento de interruptor).
Ejemplo de diseño de un transistor como interruptor o switch (^) Para calcular el valor de Rb (resistencia de base) que se utilizará para que el circuito funcione como un interruptor (conectar y desconectar un voltaje de 12 voltios en A). Ver el diagrama.
(^) Se coloca el interruptor “A” hacia arriba. (ver diagrama) (^) Para obtener Ic se sigue el siguiente procedimiento: (^) De la fórmula de Potencia: Potencia del bombillo = P = VxI. (^) Despejando I se obtiene: I = Ic = P/V = 1. watts / 12 voltios = 100 mA. (^) Se escoge el β (beta) menor (200) para asegurar de que el transistor se sature. (^) La corriente de base es: Ib = Ic/B = 100 mA/ = 0.5 mA. Esta es la corriente de base necesaria para que el transistor se sature y encienda el bombillo. (^) Para calcular Rb se hace una malla en el circuito de la base: 12 V = Rb x Ib – Vbe. (^) Rb = (12–0.7)/Ib = 11.3 V/0.5 mA = 22600 ohmios. Para efectos prácticos Rb = 22 Kohms. (^) Nota: Vbe = 0.7 Voltios en un transistor típico de silicio. (aproximadamente). (^) Los datos que tenemos son: (^) Voltaje de alimentación = 12 V (^) Bombillo (foco) 12V, 1.2W (^) El β (beta) mínimo del transistor es: 200
¿Cómo emplear un transistor como interruptor? (^) Queremos emplear un transistor como interruptor o conmutador y para ello haremos uso en este caso de un NPN, ya que la configuración es bastante simple de montar: (^) Siendo: (^) • Vcc: La tensión a la que alimentaremos el circuito principal que queremos controlar (siempre debe ser inferior a VCEO). (^) • Carga: El elemento que queremos activar o desactivar, por ejemplo un LED. (^) • Q: El transistor NPN. (^) • Rb: Resistencia limitadora de la Base del transistor. (^) • Vbb: Voltaje con el que excitaremos la Base (siempre debe ser superior a VBE). (^) Datos a tener en cuenta: (^) • La mayoría de los transistores que encontramos en el mercado son de Silicio y cuya caída de tensión Base-Emisor (VBE) es de 0.7 V. También existen de Germanio siendo VBE = 0.3 V. (^) • No trabajar con tensiones y corrientes muy elevadas (mirar previamente el Datasheet u hoja de datos). (^) • La potencia que debe disipar el transistor debe ser inferior a la máxima permitida.
