Transistores BJT

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA CENTRO DE DESARROLLO E INVESTIGACION 
 FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DE MECATRONICA 
 
TRANSISTOR BJT 
Un transistor de unión es un componente semiconductor que puede estar constituido por 
cristales de Germanio o de Silicio. Tienen 3 capas de dopados, 2 uniones (J1 J2) y tres 
terminales cuya agrupación da lugar a 2 tipos de transistores según la disposición de las 
capas. 
 
Transistor bipolar, de unión o BJT es lo mismo. 
 
Transistor PNP Transistor NPN 
 
Simbología 
 
 
 
Si el transistor tiene la capa N en el medio es un transistor tipo PNP. 
Si el transistor tiene la capa P en el medio es un transistor tipo NPN. 
Los tres terminales son: E = Emisor, B = Base, C = Colector 
Existen tres zonas de funcionamiento : zona de corte, zona de saturación y zona 
activa o de trabajo. 
1. ZONA ACTIVA. 
 
El transistor sólo amplifica en esta zona, y se comporta como una fuente de corriente 
constante controlada por la intensidad de base (ganancia de corriente).Este parámetro lo 
suele proporcionar el fabricante dándonos un máximo y un mínimo para una corriente de 
colector dada (Ic); 
 
Para que un transistor funcione en la zona activa, se debe de polarizar la unión J1 
directamente y la unión J2 inversamente. 
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2. ZONA DE CORTE. 
 
En esta zona el transistor es utilizado para aplicaciones de conmutación (potencia, circuitos 
digitales, etc.), y lo podemos considerar como un cortocircuito entre el colector y el emisor. 
 
Un transistor funciona al corte cuando la unión J1 se polariza inversamente (o no se 
polariza) y la J2 se polariza inversamente. 
 
 
La corriente de emisor IE es casi nula. Tiene valores de microamperios. 
 
3.- ZONA DE SATURACIÓN. 
 
el transistor es utilizado para aplicaciones de conmutación (potencia, circuitos digitales, 
etc.), y podemos considerar las corrientes que lo atraviesan prácticamente nulas (y en 
especial Ic). 
 
Para colocar un transistor en saturación, debemos polarizar ambas uniones directamente. 
 
 
En la zona activa los transistores funcionan como amplificadores. En la zona de corte 
equivalen a un interruptor abierto y en la zona de saturación a un interruptor cerrado. 
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4. ACTIVA INVERSA: Esta zona se puede considerar como carente de interés. 
 
 
 
 
El transistor PNP es complemento del NPN de forma que todos los voltajes y corrientes 
 
son opuestos a los del transistor NPN. 
 
Para encontrar el circuito PNP complementario: 
 
1.Se el transistor NPN por un PNP. 
 
2.Se invierten todos los voltajes y corrientes. 
 
Observaciones. 
La tensión colector - emisor tiene un valor próximo a cero (0 V) Voltios. 
 
La IB (corriente de base) puede ser comparable a IE e IC. 
 
La ecuación fundamental del transistor: IC = b IB - (1 + b ) ICSo no se cumple cuando trabaja 
en saturación. 
 
 
 
 
 
 
 
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Prueba de transistores 
 
Un transistor bipolar equivale a dos diodos en oposición (tiene dos uniones), por lo tanto 
las medidas deben realizarse sobre cada una de ellas por separado, pensando que el 
electrodo base es común a ambas direcciones. 
 
 
 
Se empleará un multímetro analógico y las medidas se efectuarán colocando el instrumento 
en las escalas de resistencia y preferiblemente en las escalas ohm x 1, ohm x 10 ó también 
ohm x 100. Antes de aplicar las puntas al transistor es conveniente cerciorarse del tipo de 
éste, ya que si es NPN se procederá de forma contraria que si se trata de un PNP. Para el 
primer caso (NPN) se situará la punta negra (positivo) del multímetro sobre el terminal de 
la base y se aplicará la punta roja sobre las patillas correspondientes al emisor y colector. 
Con esto se habrá aplicado entre la base y el emisor o colector, una polarización directa, lo 
que traerá como consecuencia la entrada en conducción de ambas uniones, moviéndose la 
aguja del multímetro hasta indicar un cierto valor de resistencia, generalmente baja 
(algunos ohm) y que depende de muchos factores. 
 
 
A continuación se invertirá la posición de las puntas del instrumento, colocando la punta 
roja (negativa) sobre la base y la punta negra sobre el emisor y después sobre el colector. 
De esta manera el transistor recibirá una tensión inversa sobre sus uniones con lo que 
circulará por él una corriente muy débil, traduciéndose en un pequeño o incluso nulo 
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movimiento de la aguja. Si se tratara de un transistor PNP el método a seguir es 
justamente el opuesto al descrito, ya que las polaridades directas e inversas de las uniones 
son las contrarias a las del tipo NPN. 
 
Las comprobaciones anteriores se completan con una medida, situando el multímetro entre 
los terminales de emisor y colector en las dos posibles combinaciones que puede existir; la 
indicación del instrumento será muy similar a la que se obtuvo en el caso de aplicar 
polarización inversa (alta resistencia), debido a que al dejar la base sin conexión el 
transistor estará bloqueado. Esta comprobación no debe olvidarse, ya que se puede detectar 
un cortocircuito entre emisor y colector y en muchas ocasiones no se descubre con las 
medidas anteriores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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OPTOACOPLADORES 
También se denominan optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico. Basan su 
funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un 
circuito a otro sin conexión eléctrica. 
 
Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y un 
fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso. 
 
TIPOS 
Existen varios tipos de optoacopladores cuya diferencia entre sí depende de los dispositivos 
de salida que se inserten en el componente. Según esto tenemos los siguientes tipos: 
Fototransistor: o lineal, conmuta una variación de corriente de entrada en una variación de 
tensión de salida. Se utiliza en acoplamientos de líneas telefónicas, periféricos, audio... 
Optotiristor: Diseñado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal 
lógica y la red. 
Optotriac: Al igual que el optotiristor, se utiliza para aislaruna circuiteria de baja tensión a 
la red. 
En general pueden sustituir a relés ya que tienen una velocidad de conmutación mayor, así 
como, la ausencia de rebotes. 
 
 
Símbolo del optotransistor Símbolo de un optotransistor en configuración Darlington 
Símbolo de un optotransistor de 
encapsulado ranurado 
 
 
Símbolo del Optotiristor Símbolo Optotriac 
 
 
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El TRIAC 
INTRODUCCION 
El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo 
de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos 
y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del 
valor de mantenimiento. 
 
 
BTA06-600B un triac de potencia 
Este triac es un peso pesado, soporta 600V (el 600B) o 800 el del mismo número. 
En cuanto a los amperios, deja pasar hasta 6A si se monta con radiador. 
Como nos vamos a mover entre 0,25A a 0,5A podremos montarlo sin radiador. 
 
 
 
 
 
 
 
La etapa de potencia más sencilla que podemos diseñar es esta: 
 
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Pero sólo será apta para potencias pequeñas. 
Si queremos etapas más complejas deberemos fijarnos en una etapa que sería la de un 
motor o una bombilla de 220V. 
 
Veamos el dibujo someramente, pues más abajo tenemos una animación con el que vamos 
a usar: 
 Las resistencias de 56 ohmios y de 1,2 K ohmios dividen los 220V en una tensión 
más razonable para excitar la puerta de triac grande. 
 Para que esta señal llegue al triac grande deberá estar excitado el triac pequeño 
(optotriac) para dejar pasar esta señal. 
 El puente de la resistencia de 100 ohmios y el condensador de 0,1 microfaradios de 
hasta 250V son un filtro para eliminar el auto cebado por variación de tensión (el 
temido dv/dt). 
 
 
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DEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL TRIAC 
 VDRM (Tensión de pico repetitivo en estado de bloqueo) = es el máximo valor de 
tensión admitido de tensión inversa, sin que el triac se dañe. 
 IT(RMS) ( Corriente en estado de conducción) = en general en el grafico se da la 
temperatura en función de la corriente. 
 ITSM (Corriente pico de alterna en estado de conducción(ON)) = es la corriente 
pico máxima que puede pasar a través del triac, en estado de conducción. En general 
seta dada a 50 o 60 Hz. 
 I2t ( Corriente de fusión) = este parámetro da el valor relativo de la energía 
necesaria para la destrucción del componente. 
 PGM ( Potencia pico de disipación de compuerta) = la disipación instantánea 
máxima permitida en la compuerta. 
 IH ( Corriente de mantenimiento) = la corriente directa por debajo de la cual el 
triac volverá del estado de conducción al estado de bloqueo. 
 dV/dt ( velocidad critica de crecimiento de tensión en el estado de bloqueo) = 
designa el ritmo de crecimiento máximo permitido de la tensión en el ánodo antes 
de que el triac pase al estado de conducción. Se da a una temperatura de 100C y se 
mide en V/m s. 
 tON ( tiempo de encendido) = es el tiempo que comprende la permanencia y 
aumento de la corriente inicial de compuerta hasta que circule la corriente anódica 
nominal.