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Cuatro Circuitos para saber cómo funciona un Transistor (ART606S)

Los transistores están en todas partes, consistentes en el componente activo más utilizado en todos los proyectos electrónicos. Saber cómo funciona este componente forma parte del currículo de todos los cursos de electrónica. Vea en este artículo cómo podemos saber más sobre este componente con cuatro proyectos prácticos.

Nota: muchos proyectos más se pueden encontrar en la sección Mini Proyectos en este sitio.

Los transistores son los elementos activos de los circuitos electrónicos pues, como presentan ganancia de corriente, pueden generar o amplificar señales.

Veamos entonces cómo funciona un transistor, para luego pasar a algunos proyectos prácticos.

¿Qué es un transistor (Mucho más sobre este componente puede ser aprendido en nuestro Curso de Electrónica - Electrónica Básica.)?

Tres pedazos de materiales semiconductores de polaridad diferente P y N, como el germanio y actualmente más utilizado, el silicio, se colocan de forma alternada, como muestra la figura 1.

 

Figura 1 - La estructura del transistor
Figura 1 - La estructura del transistor

 

Como tenemos dos disposiciones posibles, existen dos tipos de transistores dados por las polaridades de los materiales: NPN y PNP.

Como muestra la figura los símbolos son diferentes (flecha hacia fuera en el NPN y flecha hacia dentro en el PNP) y los terminales reciben los nombres de emisor, colector y base.

Los dos tipos de transistores se pueden utilizar básicamente según los circuitos mostrados en la figura 2.

 

Figura 2 - Las maneras de usar los transistores
Figura 2 - Las maneras de usar los transistores

 

El circuito que será controlado, llamado "carga", normalmente se conecta al colector y la señal de control se aplica a la base.

Esta señal, como muestra la misma figura, consiste en una débil corriente que será amplificada por el transistor.

Así, si un transistor tiene una ganancia 100, esto significa que puede aumentar en 100 veces esta corriente.

Con 1 mA de corriente, tendremos entonces la posibilidad de controlar una carga de 100 mA.

Si lo que aplicamos en la base del transistor es una señal de audio, por ejemplo, el sonido de un micrófono, se amplificará 100 veces.

Vea que los sentidos de la corriente a los diferentes para los transistores NPN y PNP.

Podemos controlar un circuito con un transistor PNP simplemente aterrizando su base, como muestra la figura 3.

 

Figura 3 - Uso de un transistor PNP
Figura 3 - Uso de un transistor PNP

 

 

El Transistor Como Llave

El primer circuito que presentamos, dado en la figura 4, muestra cómo usar un transistor como una llave.

 

Figura 4 - El transistor como llave
Figura 4 - El transistor como llave

 

Cuando no hay corriente en la base del transistor, permanece "apagado", o sea, no circula corriente alguna entre su colector y su emisor.

La carga está desactivada y en nuestro caso, el LED permanece apagado.

Si interconectamos los puntos X colocando un hilo en el otro o en el punto indicado en el puente de terminales, una corriente circula por la base del transistor y se enciende, haciendo que el LED se encienda.

En la figura 5 se muestra cómo montar este circuito en una matriz de contactos o en un puente de terminales.

 

Figura 5 - Montaje del circuito
Figura 5 - Montaje del circuito

 

El valor del resistor se calcula de modo que la corriente que circula por la base, multiplicada por la ganancia del transistor, resulta en la corriente que el LED necesita para encenderse.

Los cálculos de estos circuitos se enseñan en cursos técnicos de electrónica, involucrando diversos tipos de procedimientos matemáticos.

En este circuito operamos con el transistor saturado, o sea, con una corriente que aplicada a la base lleva a la conducción máxima del transistor.

Otra modalidad de operación, hace que el transistor opere en la llamada región lineal o de operación analógica, donde funciona como amplificador.

En la figura 6 mostramos la curva característica del transistor con las dos regiones de operación.

 

Figura 6 - Las regiones de operación del transistor
Figura 6 - Las regiones de operación del transistor

 

 

Probador de Continuidad

El segundo proyecto que presentamos es de un probador de continuidad o prueba de componentes, mostrado en la figura 7

 

Figura 7 - Probador de continuidad
Figura 7 - Probador de continuidad

 

El montaje de este circuito se da en la figura 8.

 

Figura 8 - Montaje del probador de continuidad
Figura 8 - Montaje del probador de continuidad

 

Este circuito, cuya utilidad está explotada en nuestra serie de libros "Cómo probar componentes" en 4 volúmenes y en el libro "Reparar todo", verifica si un componente está bien por el paso de corriente a través de él.

Si la corriente pasa el transistor es polarizada, conduciendo la corriente, y con ello el LED se enciende.

El brillo del LED dependerá de la corriente que pasa a través del circuito.

 

Reóstato

Este circuito tiene por finalidad mostrar la operación del transistor en su región lineal.

Con él podemos modificar el brillo de un LED actuando sobre un potenciómetro conectado a la base del transistor, como muestra la figura 9.

 

Figura 9 - Conexión del potenciómetro
Figura 9 - Conexión del potenciómetro

 

Cuando giramos el potenciómetro, su resistencia cambia y con ello la corriente de base del transistor.

El resultado es un cambio de la corriente de colector, con la modificación del brillo del LED.

En la figura 10 tenemos el diagrama para el reóstato.

 

Figura 10 - Diagrama del reóstato
Figura 10 - Diagrama del reóstato

 

En la figura 11 tenemos su montaje en una matriz de contactos y también en un puente de terminales.

 

Figura 11 - Montaje del reóstato
Figura 11 - Montaje del reóstato

 

Para hacer demostración, gire el potenciómetro, obteniendo así el control de brillo del LED.

 

Timer

Nuestro cuarto proyecto consiste en un temporizador o un temporizador simple, usando sólo un transistor.

Su circuito se da en la figura 12.

 

Figura 12 - Circuito del temporizador
Figura 12 - Circuito del temporizador

 

El montaje utilizando una matriz de contactos o puente de terminales se muestra en la figura 13.

 

Figura 13 - Montaje en matriz y puente
Figura 13 - Montaje en matriz y puente

 

Cuando tocamos con el hilo del punto X en el capacitor, se carga con la tensión de alimentación y luego comienza a descargar a través de la base del transistor según una curva de descarga, mostrada en la figura 14.

 

Figura 14 - Descarga del capacitor
Figura 14 - Descarga del capacitor

 

Mientras la corriente de descarga es suficiente para mantener el transistor en conducción, el LED permanece encendido.

Después de cierto punto, comienza a debilitarse con la reducción de la corriente de base en la región lineal de la característica, hasta borrar completamente.

Observe que se apaga cuando la tensión cae por debajo de 0,6 V, que es el punto en que el transistor comienza a conducir.

 

Conclusión

Muchos otros circuitos simples que muestran cómo un transistor funciona se puede encontrar en el sitio y en nuestros libros como de la serie Banco de circuitos.

 

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