Los transistores tienen muchas formas y tamaños, aunque hay dos tipos principales: los bipolares y los de efecto de campo.
En esta nota nos centraremos en los bipolares, los cuales tienen dos usos importantes en la electrónica: amplificador o interruptor.
En la carcaza del transistor encontraremos un texto que nos indica el modelo con el que podemos encontrar la hoja de datos del fabricante (o datasheet). Cada transistor esta diseñado para manejar una tensión y corriente especificas, es importante consultar estas hojas de datos.
Los transistores tienen 3 patas (o terminales): base, colector y emisor. A continuación veremos una imagen del transistor BC547, aunque no todos los modelos de transistores tienen este disposición de terminales.
Existen muchas aplicaciones donde tenemos que comandar diferentes dispositivos electrónicos o eléctricos con una intensidad muy baja, con lo cual necesitamos un dispositivo que se intermediario de esta señal y nuestra carga. Podemos utilizar un transistor en modo de interruptor.
En la imagen vemos que la lámpara enciende por efecto del transistor y que el transistor deja pasar la corriente porque tiene aplicada una tensión en su base (el terminal del medio). En este caso la tensión a la base del transistor es aplicada por medio de una pila y un interruptor, pero podríamos comandar esta tensión con otros dispositivos como sensores, donde no es necesario que un humano accione un interruptor. Esta es la aplicación principal de los transistores: automatizar.
En el caso de que el interruptor se abra y no se suministre tensión a la base del transistor, este se comportará como un interruptor abierto, apagando la lámpara.
La tensión mínima que se debe aplicar al terminal de base es de 0,7V para que el transistor comience a conducir entre sus otros terminales (colector y emisor).
Respecto a la corriente de base es muy baja, por ejemplo 1mA o menos; en cambio la corriente de colector es mucho mas grande, por ejemplo 100mA. La relación entre estas dos corrientes se conoce como ganancia del transistor (Hfe o Beta):
β = Ic / Ib
Esta relación viene indicada en la hoja de datos del fabricante.
Transistores NPN y PNP
Existen dos tipos de transistores, los NPN y los PNP. Visualmente son los dos iguales, por eso es importante revisar la hoja de datos del fabricante para conocer que tipo de transistor utilizaremos.
En la siguiente imagen tenemos dos circuitos con los mismos componentes, la única diferencia es que en uno utilizamos un transistor del tipo NPN y en el otro uno del tipo PNP.
La primera diferencia mas evidente es el conexionado. En el NPN el transistor lleva el positivo a la base, mientras que el colector se conecta al negativo de la carga y el emisor al negativo de la batería. En el caso del PNP es totalmente a la inversa. El positivo de la batería va conectado al emisor y el positivo de la carga al colector, mientas que la base recibe el negativo de la batería.
Otra de las diferencias mas importantes está en las corrientes. Prestar atención a las flechas azules, que indican el sentido de la corriente. En el caso del NPN la corriente del colector fluye hacia el emisor (20mA), y la corriente de la base (5mA) también fluye hacia el emisor. De esta manera el emisor recibe la corriente total (25mA). Mientras que para el PNP la corriente del emisor también son 25mA, pero se divide en el transistor para circular 5mA por la base y 20mA por el circuito principal.
Los símbolos de los transistores NPN y PNP son diferentes. La flecha indica el sentido de la corriente.
El transistor como interruptor
El transistor, como vimos en este nota, puede ser utilizado para controlar una carga en forma de interruptor. Por ejemplo si la carga tiene otra tensión que la señal o si esa señal no puede manejar la corriente de la carga. Ver nota completa aquí.
Pingback: El transistor como interruptor – Capacitación Técnica