ELECTRÓNICA ANALÓGICA APUNTES

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

APUNTES

TRANSISTOR

El transistor es un dispositivo de tres capas compuesto ya sea de dos capas de material tipo N y una de tipo P o dos de tipo P y una de N. El primero se denomina transistor tipo NPN, en tanto que el ultimo recibe el nombre de PNP.

[pic 1]

De las figuras anteriores se desprenden que las terminales de un transistor son:

Emisor (E): suministra portadores mayoritarios para el flujo de la corriente.

Colector (C): recoge la corriente para la operación del circuito

Base (B): hace las veces de las uniones para asegurar la interacción adecuada entre Emisor y Colector.

POLARIZACION

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CIRCULACIÓN DE LA CORRIENTE

[pic 3]

[pic 4]

COMPROBACIÓN DEL ESTADO DE UN TRANSISTOR

Independientemente de la forma física o polaridad, un transistor se debe probar de la siguiente manera:

1. Localizar el pin o pata Base

1. Se toma una pata al azar y en ella se deja una punta del medidor, con la otra se toman lecturas de las dos patas restantes. Si las lecturas tomadas son iguales, es muy probable que la punta donde se dejo la punta permanente sea la Base.
2. Después de lo anterior se intercambian las puntas, las dos lecturas encontradas en este momento también deben ser iguales, sin embargo son diferentes del paso a , es decir

Una vez localizada la base revise el momento en que se presentaron las dos lecturas bajas y revise que punta es la que esta fija; si es la negra es indicativo de que la base es negativa, en cambio si la punta es la roja la base será positiva. Al mismo tiempo se debe analizar la lectura que el medidor proporciona, si la lectura es cercana a 0.7 el transistor es de Si y si es de 0.3 es de Ge.

1. Una vez localizada la base, polaridad y material , deberá hacer una prueba entre Emisor y Colector, lo anterior en ambos sentidos, y la lectura que debe resultar de muy Alta ó ∞ Resistencia. Esta ultima prueba es fundamental para determinar el estado del transistor ya que un transistor suele dañarse en estos pines, por ser donde mas corriente maneja.

OSCILADOR O MULTIVIBRADOR ASTABLE

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El tiempo esta determinado por las constantes R2, R3, C1, C2  Hay que recordar que el tiempo que tarda un capacitor en cargarse es de 5τ y que τ=RxC.

TRANSISTOR COMO SWITCH

En este tema se analizara el transistor como switch (o interruptor) suponiendo el hecho de que se comporta como un corto circuito cuando esta cerrado o en saturación. Esto no es del todo cierto. El transistor no puede saturarse hasta el punto del que el voltaje Colector-Emisor sea absolutamente cero. La mayoría de los transistores de Si, para pequeña señal , tienen un voltaje de saturación Emisor-Colector de 0.2V; los transistores de conmutación tienen un bajo voltaje de saturación Emisor-Colector, generalmente del orden de 0.1V. En la gran mayoría de los cálculos no es necesario considerar el valor de voltajes de saturación Colector-Emisor, pero es importante estar conciente de su magnitud cuando se hacen mediciones en circuitos de conmutación. Esta pequeña caída de voltaje es la principal desventaja del transistor como interruptor frente a un interruptor mecánico. La pequeña caída de voltaje es en si un problema porque esto impide que se puedan conectar en serie varios transistores operando como interruptores como se hace en los interruptores mecánicos.

Las figuras siguientes ilustran la situación anterior, se presenta también el circuito equivalente con transistores aunque ello no sea una practica aconsejada, porque las pequeñas caídas de voltaje en los transistores se suman y producen una caída de voltaje apreciable.

[pic 6]

Sin embargo el transistor como interruptor si puede conectarse en paralelo:

[pic 7]

De la figura anterior se observa que con cualquiera de las señales de control 1,2,3 o 4 se puede activar el foco.

Los transistores presentan algunas ventajes sobre los interruptores mecánicos convencionales:

1. No tienen partes móviles y por lo tanto no sufren desgaste y pueden operar un numero ilimitado de veces. Los contactos convencionales están sujetos al desgaste y esto limita su vida útil a unos pocos millones de operaciones. Además los transistores no tienen contacto físicamente expuestos al medio ambiente por lo que es imposible que sustancias extrañas se adhieran a su superficie e impidan un buen cierre. Este problema es muy común en los interruptores mecánicos, sobre todo cuando están localizados en  ambientes sucios.

1. Como interruptor es mucho mas rápido que un interruptor convencional, los cuales tienen tiempos de cierres del orden de los microsegundos.

1. El transistor como interruptor no presenta el rebote inherente en los interruptores mecánicos. El rebote es un problema que se presenta en los contactos de un interruptor el cual se cierra y se abre varias veces (en una sucesión rápida) antes de efectuarse el cierre perfecto. Las siguientes figuras muestran el momento en que cada uno de los interruptores enciende la carga.

[pic 8]

1. Cuando un transistor como interruptor acciona una carga inductiva, no se produce arco al momento de la desconexión. Cuando un interruptor mecánico se abre cuando actúa sobre una carga inductiva, la fuerza contraelectromotriz inducida, algunas veces produce un arco entre los contactos. Este arco no solamente deteriora la superficie de los contactos, sino también puede ser peligroso en determinadas circunstancias.

PRUEBA DE LOS TRANSISTORES QUE OPERAN COMO INTERRUPTOR

Desafortunadamente, por simple inspección visual es imposible determinar si un transistor esta en corte o saturación, tal como sucede en los interruptores mecánicos.

Es necesario un medidor para detectar el cierre del interruptor.

[pic 9]

En general cuando un transistor esta conduciendo el voltaje Emisor-Colector será muy cercano a cero (0.1 ó 0.2) y cuando esta en corte el voltaje Emisor-Colector será al VCC utilizado.

En el estado de conducción  un transistor de Si debe tener un voltaje Base-Emisor alrededor de 0.7. Si el voltaje de entrada es suficientemente alto para saturar el transistor; pero si el voltaje Base-Emisor es muy alto o mas bajo que 0.7 (por ejemplo 1.5 o 0.2V) es muestra que la unión Base-Emisor esta dañada y el transistor debe ser remplazado. Cabe aclarar que los transistores de potencia están diseñados y construidos para manejar grandes corrientes y algunas veces tienen un voltaje Base-Emisor por encima de 1V y esto no significa necesariamente una unión dañada, por lo que es prudente checar características del fabricante cuando esta situación se presente.

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