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Bogotá, 19 de enero de 2018

 

 

Nociones básicas de electrónica

 

Transistores

Este nombre viene de la abreviación de dos palabras: “Transfer” y “Resistor” que traducido significa Resistencia Variable.
Los transistores son componentes electrónicos semiconductores de estado sólido, que tienen como función amplificar señales o hacen de switch electrónico. Además, hacen parte fundamental de los circuitos integrados.
Los transistores tienen tres patas o terminales que reciben el nombre de emisor, base y colector. La posición de estas, varía dependiendo del modelo de transistor utilizado.

Clases de transistores

Existen dos clases de transistores: Bipolares y de efecto de campo “FET” (Field Effect Transistor).
Los transistores bipolares se clasifican en transistores NPN y transistores PNP, según el material usado en su fabricación.

                              Símbolo de los transistores                                                    Símbolo de los FET

                                     

                                      PNP                   NPN                                                    Canal N           Canal P

Los transistores de efecto de campo (FET), se clasifican en canal N y canal P. Estos transistores, en vez de tener Base, Emisor y Colector, tienen compuerta (Gate), Fuente (Sourse) y Drenador (Drian). También existen los transistores Mosfet, muy usados en aparatos de comunicaciones

Funcionamiento


 
El transistor es un elemento semiconductor que tiene la propiedad de controlar; la intensidad de corriente que circula entre el emisor y el colector, a voluntad del usuario o por otro componente, que estimula el terminal llamado Base con una pequeña corriente, mucho más baja, que la que circula entre el Emisor y el Colector.
Un transistor funciona a manera de ejemplo, como se ve en la imagen: La (B) es la Base, representada por la llave de paso, o reguladora del fluido que circulará de Colector (C) a Emisor (E) o de Emisor a Colector.
En la medida en que abramos la llave de paso (Base), el fluido va del (Emisor) al (colector) o viceversa. Es de anotar que la cantidad de energía aplicada a la base (llave de paso), es mucho menor que el  flujo de energía entre emisor y colector .

Al aplicar a la Base del transistor una onda de intensidad débil; que puede tener cualquier forma de variación en el tiempo, tales como señales de televisión, radio, sonido etc, se consigue obtener entre emisor y colector; la misma forma de onda, en una corriente mayor, que ha sido proporcionada por un circuito de alimentación, lo que permite realizar repetitivamente, la transformación de una señal muy débil, en otra lo suficientemente fuerte, como para ser capaz de producir sonido en un parlante, imagen en un televisor, etc. A este efecto se la llama Amplificación.


Transistor TO3 (Encabsulado   

La conformación  interna del transistor está compuesta por dos zonas tipo (N), (formadas por germanio y silicio sobre las que se ha aplicado un tercer material que está sobre cargado de electrones), separadas por una capa de material muy delgada tipo (P) que puede ser de materiales escasos en electrones como el indio o el boro. Este conjunto de zonas, una N-P y la otra P-N, producen entre las tres, un movimiento de electrones similar al que se forma en el diodo, provocando la partición de dos regiones de transición en las que se generan unas pequeñas diferencias de potencial, de forma que las dos zonas (N) quedarán a una tensión ligeramente con más carga positiva que la zona (P) intermedia.
Si al aplicar una tensión exterior, procedente de una batería o fuente de alimentación, a la primera unión N-P, cuyos terminales se llaman Emisor y Base respectivamente, en forma directa o con el negativo al Emisor, y el positivo a la Base, se producirá una circulación de corriente entre ambas regiones.
Al aplicar una segunda tensión a la unión P-N formada por la Base y una tercera  zona denominada Colector, en sentido inverso (negativo a la base y positivo al colector), se conseguirá que la corriente de electrones que se generó con la primera tensión aplicada, sea atraída por la diferencia de potencial positiva aplicada al Colector, a pesar de la fuerte oposición que origina la unión Base-Colector polarizada en sentido inverso con lo que la corriente que salió del Emisor, llegará prácticamente en su totalidad al Colector, salvo una pequeñísima fracción que saldrá por la conexión de la Base. Esta fracción de corriente es la que es capáz de controlar o modular a la principal, con los efectos ya descritos que ésta será siempre un múltiplo de la base.

 

 

 

La corriente de control entra por la base y sale por el emisor, pasando por una unión P-N polarizada directamente.

La transferencia de resistencia de un transistor, consiste en que se puede hacer circular una corriente a través de una unión inversamente polarizada (Colector-Base) lo que supone una resistencia equivalente muy alta, mediante otra corriente circulando por un circuito formado por una unión polarizada directamente (Base-Emisor), que supone una baja resistencia equivalente

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Una propiedad muy interesante del transistor es su capacidad para entregar una intensidad de corriente fija y constante a una resistencia en una forma independiente del valor de esta, por lo tanto, las variaciones de corriente obtenidas por la sección de la base, producirán sobre la resistencia unas variaciones de tensión, que podrán ser calculadas aplicando la ley de ohm (V = I x R), y dependerán por lo tanto de la corriente de base y del valor de la resistencia (R) que se sitúe en el colector, dando valores mayores cuanto mas alta sea esta (R), estando al limite fijado, obviamente, por la tensión externa de alimentación. El resultado de todo ello, será una amplificación de tensión, calculada como la relación entre el voltaje obtenido sobre la resistencia, denominada de carga y la tensión que se aplicó en la unión (Base-Emisor) para generar la corriente que se ha llamado de Base.

Identificación y prueba de un Transistor

 

Los transistores se caracterizan por ser PNP (Colector Positivo, Base Negativa y Emisor Positivo) o NPN (Colector Negativo, Base Positiva y Emisor Negativo). A diferencia de los transistores de potencia Tipo T220, que traen una distribución de patas Base Colector Emisor, todos los demás varían de acuerdo a su referencia y algunas veces la marca. Para identificar correctamente un transistor, debe escribir en un buscador de Internet, la referencia seguida de la palabra “datasheet”, ejemplo: 2SC5200 datasheet. De esta manera descargamos la hoja de datos que contiene; Su polaridad, distribución de patas, características técnicas y su complementario.

Si usted no encuentra en la red la hoja datos del transistor, deberá hacer uso del Multímetro de la siguiente manera: 

El comportamiento de un transistor PNP al medirlo en frío, es similar a tener dos Diodos unidos por su Cátodo y por esta unión, derivar una tercera pata que hará las veces de Base. Colocamos el multímetro en continuidad o diodo, colocamos la punta negra en la Base y la punta roja en el colector y deberá medir entre 400 y 800, que es una “leve” continuidad. Esto mismo debe marcar entre la Base y el Emisor. Al invertir las puntas deberá marcar infinito (1 a la izquierda). Si las mediciones anteriores le dan al contrario, indica que el transistor es NPN.

El comportamiento de un transistor NPN al medirlo en frío, es similar a tener dos Diodos unidos por sus Ánodos y por esta unión, se deriva una tercera pata que será la Base. Colocamos el multímetro en continuidad o diodo, colocamos la punta roja en la Base y la punta negra en el colector y deberá medir entre 400 y 800, que es una “leve” continuidad. Lo mismo debe marcar entre la Base y el Emisor. Al invertir las puntas deberá marcar infinito (1 a la izquierda). Si las mediciones anteriores le dan al contrario, indica que el transistor es PNP.
Si al medir el transistor el multímetro marca cero (0), el transistor está en corto, al igual que al medir entre colector y emisor debe marcar infinito o continuidad nula, de lo contrario el transistor está averiado.

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