La_biblia_de_las_fuentes_conmutadas_tomo

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una pregunta en el foro de simuladores de circuitos en YoReparo o consultar los siguientes tutoriales 
del Ing. Alberto Picerno:
Introducción a los simuladores de circuito � s
Introducción al Multisi � m
Dibujo de un circuito sencillo en Multisim �
Instrumental en Multisi � m
Capturas de esquemáticos con Multisim � 
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mas, para que descargue los diagramas y manuales de servicio mencionados en esta obra. 
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Dedicatoria
Este libro se lo dedico a dos personas que están en los extremos opuestos de sus vi-
das.
A un hombre sabio con muchos años de vida y de profesión, que sin ser ingeniero me 
mostró el único camino que existe para aprender a reparar fuentes conmutadas. A 
mi amigo Paco Valet, un gallego de ley que nunca tuvo reparos en enseñar lo que sa-
bía, porque le gusta enseñar y porque me demostró que enseñando bien, el que mas 
aprende es el profesor.
Todo lo que yo hice con este libro fue actualizar las técnicas de Paco y doy fe que fue 
muy poco lo que pude cambiar; agregar una sección de conocimientos básicos desa-
rrollada con simulaciones de Multisim y agregarle los métodos de reparación de las 
nuevas y complejas fuentes de los TVs de LCD y plasma (en el tomo II de esta obra). 
Y a mi ayudante Pablo Ruggeri, Pablito, un joven muy humilde que se formó a mi lado 
y que hoy es mi mano derecha y al que considero casi como a un hijo, que come en mi 
mesa, se alegra con mis triunfos y pena con mis fracasos, siendo siempre el primero 
que se ofrece a colaborar para solucionarlos.
A Paco y a Pablo: gracias por todo.
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Tabla de contenidos
Acerca de este libro ......................................................................................................................................... 7
Prólogo ................................................................................................................................................................. 9
1. Principios fundamentales de las fuentes conmutadas ....................................................... 11
La forma de señal de la sobretensión � .......................................................................................... 18
El convertidor de tensión de las viejas autorradios � .............................................................. 21
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 23
2. El transistor bipolar como llave electrónica ............................................................................ 24
El transistor bipolar como llave � ..................................................................................................... 25
Características de la llave transistor bipolar � ............................................................................ 28
Circuitos prácticos de excitación de base � .................................................................................. 35
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 37
3. Componentes periféricos de la llave electrónica ................................................................... 38
El dispositivo llave � ............................................................................................................................... 40
El transformador de pulsos � .............................................................................................................. 43
La regulación sin realimentación � .................................................................................................. 45
Reajuste del período de actividad � ................................................................................................. 46
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 48
4. Regulación de la tensión de salida y el oscilador .................................................................. 49
La llave autooscilante � ......................................................................................................................... 51
La etapa de control � .............................................................................................................................. 55
Mediciones de regulación e indicaciones de reparación � ..................................................... 57
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 59
5. Tipos de Fuentes Conmutadas .......................................................................................................... 60
Fuentes de transferencia directa � ................................................................................................... 61
Fuentes de transferencia indirecta � ............................................................................................... 62
Fuentes de transferencia combinada � ........................................................................................... 63
Conclusiones � ...........................................................................................................................................64
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6. Fuentes de transferencia indirecta ................................................................................................ 65
Teoría del funcionamiento de las fuentes de transferencia indirecta � ............................ 66
Bloques de protección y control � .................................................................................................... 69
Circuitos de amortiguación (Snubber circuit) � ......................................................................... 70
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 75
7. Fuente TV SANYO CPL 6022 (chasis LA4) ................................................................................... 76
Fuentes SANYO y similares � ............................................................................................................. 79
¿Cómo se prueba una fuente Sanyo CLP6022 (chasisLA4)? � .............................................. 80
Algunas variantes de la fuente analizada � ................................................................................... 87
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 89
8. Fuente TV SANYO 6736-00 (chasis 83P) y CLP2121-00 (chasis 83P) ........................ 90
Breve descripción de la fuente SANYO 6736-00 � .................................................................... 91
Teoría del bloque medidor de tensión � ........................................................................................ 93
Los bloques de medición y control del SANYO 6736 � ............................................................ 95
El oscilador básico y la protección del SANYO 6736 � ............................................................. 96
El híbrido JUO114 � ................................................................................................................................ 97
9. CI TDA4601 .................................................................................................................................................. 100
Funcionamiento detallado del TDA4601 de los TVs HITACHI CPT14-20R � ................. 102
Regulación � ............................................................................................................................................... 105
El arranque de la fuente � .................................................................................................................... 106
El funcionamiento de la fuente en régimen permanente � ................................................... 108
El circuito completo de fuente � ........................................................................................................ 109
Método de reparación � ........................................................................................................................ 111
Circuitos similares en otras marcas y modelos de TV � .......................................................... 115
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 117
10. Fuentes de VCR JVC HRJ4xx y PHILIPS VCR354 .................................................................... 118
Funcionamiento � .................................................................................................................................... 119
Fallas típicas � ........................................................................................................................................... 122
Método universal de prueba � ............................................................................................................ 124
Medición de los resistores de bajo valor de una fuente � ....................................................... 127
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 127
11. TEA5170 y TEA2261 (maestro/esclavo) ................................................................................. 128
Concepto maestro/esclavo � ............................................................................................................... 132
Funcionamiento resumido del maestro y del esclavo � .......................................................... 135
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 137
12. CI TEA 2261 (esclavo) ......................................................................................................................... 138
El amplificador de error sólo con esclavo � .................................................................................. 139
El oscilador y el modulador PWM � ................................................................................................. 143
El protector de corriente de pico y de valor medio � ............................................................... 146
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 149
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13. CI TEA5170 (maestro/esclavo) ..................................................................................................... 150
Encendido del esclavo � ........................................................................................................................ 151
Funcionamiento del maestro � ........................................................................................................... 153
Funcionamiento completo detallado � ........................................................................................... 154
Método de ajuste y prueba (esclavo) � ........................................................................................... 157
Método de ajuste y prueba (maestro/esclavo) � ........................................................................ 159
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 163
14. Fuente Monitor Samsung 550 ........................................................................................................ 164
La fuente de los Samsung 550 � ........................................................................................................ 165
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 168
15. Fuentes de transferencia combinada ........................................................................................ 169
Circuito simulado a inductor � ........................................................................................................... 170
Oscilogramas de corriente � ................................................................................................................ 172
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 176
16. Fuente TV Philips GR1-AL (funcionamiento) ........................................................................ 177
El circuito de arranque � ....................................................................................................................... 179
La llave autooscilante � ......................................................................................................................... 179
Sección de medicióny encendido � ................................................................................................. 180
La sección de control o PWN � ........................................................................................................... 181
La fuente de 16V y de 5V � ................................................................................................................... 182
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 183
17. Fuente TV Philips GR1-AL (protecciones) ............................................................................... 184
Protección contra sobrecarga � ......................................................................................................... 185
Protección por sobretensión en la fuente de 5V � ..................................................................... 187
Protección por sobretensión de la fuente de 115V � ................................................................ 188
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 191
18. Fuente TV Philips GR1-AL (método de reparación) .......................................................... 192
El arranque del horizontal � ................................................................................................................ 194
El método de reparación � ................................................................................................................... 196
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 202
19. CI STR50103 ............................................................................................................................................. 203
El circuito completo del STR50103 y similares � ....................................................................... 205
Método de reparación � ........................................................................................................................ 209
Conclusiones � ........................................................................................................................................... 211
20. Variantes CI STR50103 ...................................................................................................................... 212
Circuito del BROKSONIC CTVG 5454LSTC20” � .......................................................................... 213
EL TV DAENIX DTC1400 M � .............................................................................................................. 214
El circuito del TV DEWO DCL 2011 EB � ........................................................................................ 217
Circuito del Philco 14B29RC y similares � .................................................................................... 217
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Apéndices
A. Fuentes de tensión � .......................................................................................................................... 219
B. � Fuentes de corriente constante ................................................................................................. 222
C. � Leyes de Kirchhoff ........................................................................................................................... 225
D. � Los transformadores en Multisim ............................................................................................ 227
E. � Teorema de Thévenin .................................................................................................................... 234
F. � Teorema de Norton y las fallas eléctricas .............................................................................. 238
G. � Circuitos reales y circuitos aproximados .............................................................................. 244
H. � Los transistores MOSFET ............................................................................................................ 246
I. � Funcionamiento detallado del CI DP104C ............................................................................. 249
Epílogo .................................................................................................................................................................. 253
Acerca del autor Ing. Alberto Picerno ..................................................................................................... 254
Índice de marcas y modelos ........................................................................................................................ 258
Descarga de archivos ...................................................................................................................................... 261
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Acerca de este libro
Esta obra está dirigida a lectores de muy diferentes niveles técnicos:
Los técnicos con experiencia y buen conocimiento de las leyes matemáticas de la elec- �
trónica no requieren ayuda alguna para entenderlo. 
Aquellos que alguna vez estudiaron esas leyes pero las han olvidado, encontrarán un �
apéndice al final de cada capítulo que los ayudará a entender el libro. 
A los novatos, en cada capítulo les indico cuáles lecciones de � Electrónica Completa 
(http://electronicacompleta.com) deben leer antes de proceder al estudio de cada capítulo.
Pero todos deberán estudiar esta obra, lo que no es sinónimo de leer. Son dos cosas bien dis-
tintas. Estudiar significa leer, resolver los problemas, cerrar el libro y pensar, escribir las ecua-
ciones y sobre todas las cosas realizar las simulaciones y modificarlas analizando el resultado. 
Los laboratorios virtuales son niveladores de conocimientos, con ellos un estudiante del pri-
mer mundo y otro del tercer mundo, pueden aprender los mismos temas con el mismo esfuer-
zo, que ahora es mucho menor que antes de la existencia de esos programas. Un estudiante de 
electrónica de mi época, que no tenía acceso a un laboratorio real, no aprendía nada. Ahora yo 
le puedo transmitir a distancia un verdadero trabajo práctico que le fije sus conocimientos.
Pero esta obra no solo es formativa. Es también una obra de consulta porque en ella están vol-
cadas casi todas las fuentes utilizadas en las diferentes marcas y modelos de equipos viejos, 
nuevos y de última generación.
Este curso está organizado del siguiente modo: primero se verán los principios fundamenta-
les y una reseña histórica cortita porque la intención es entrar en tema rápidamente. Luego 
se indicará cómo realizar el banco de prueba y las fuentes de alta tensión (con el Variac o el 
SuperEvariac) y una fuente regulada de 0 - 30V cuya construcción le indicaremos paso a paso. 
Luego se indicarán los diferentes tipos teóricos de fuentes conmutadas y a continuación se 
comenzarán a analizar las fuentes más comunes de los TVs de plaza, generando un método de 
trabajo preciso y seguro, que permita realizar un presupuesto exacto.
Nuestro curso tiene una novedad aún mayor, que seguramente lo dejará sorprendido; algunos 
de los circuitos que en él se muestran no son simples impresiones en tinta. Estarán dibujados 
en un laboratorio virtual Multisim o LiveWire y podrán ser simulados en su computadora sin 
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gasto alguno, para desplegar un circuito vivo al cual le podrá realizar todos los cambios desea-
dos para analizar su comportamiento.
En el momento actual las fuentes son tan complicadas que muchas veces debemos recurrir a 
aplicar un método para repararlas. En este curso Ud. aprenderá a generar métodos segurosde 
reparación. Pero existe una ayuda invalorable en las asociaciones de técnicos; hoy un técnico 
que no visite asiduamente un foro como por ejemplo YoReparo.com no puede reparar nada. Se 
acabaron los tiempos del técnico solitario que reparaba de memoria. Yo mismo no me animo 
a encarar un simple TV a TRC moderno si no tengo el correspondiente manual de servicio del 
Club de Diagramas.
Como valor agregado a este curso prácticamente todas las entregas tienen un corto apéndice 
donde se explican los más importantes conceptos teóricos necesarios para entender fácilmen-
te nuestro curso de fuentes conmutadas. Es el lector quien debe decidir si tiene ese concepto 
bien sólido o si debe repasarlo muy rápidamente leyendo el apéndice. 
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¿Qué etapa de un TV o de un vídeo o de cualquier otro equipo, lidera el campeonato de fa-llas? La fuente de alimentación pulsada. ¿Que etapa es infaltable en todos los equipos de 
electrónica de entretenimiento? La fuente de alimentación pulsada. ¿Cuál es la etapa que más 
cambios y adelantos adoptó durante los últimos 10 años? La fuente de alimentación pulsada. 
¿Qué etapa de un TV fue menos tratada en forma teórica y práctica por los autores? La fuente 
de alimentación pulsada.
A no dudarlo, la fuente de alimentación de un equipo moderno es el “Talón de Aquiles” de los 
técnicos electrónicos. La razón es que esa etapa es siempre del tipo pulsada o conmutada para 
abaratar costos y que por fuerza en ella se desarrollan las máximas potencias eléctricas del 
equipo. Y donde hay potencia eléctrica hay calor y donde hay calor puede haber fuego, si no 
trabajamos con todo nuestros conocimientos y si no empleamos los adecuados dispositivos de 
carga y aislación. 
En la jerga se dice: “La fuente no te perdona” como queriendo decir que en otras etapas se pue-
de trabajar por tanteo (mis alumnos saben que a esa forma de trabajar la llamo “el método del 
indio Tocapotee” y es muy empleada en la actualidad por una gran legión de técnicos improvi-
sados, aparecidos de la nada, en estas épocas de elevado índice de desempleo). Ahora bien, si 
uno está trabajando en la etapa de FI puede cambiar materiales aleatoriamente y probar sin 
mayor peligro porque es una etapa que pone juego algunos milivatios. Pero si cambia materia-
les de la fuente de alimentación y prueba; lo más probable es que el material se queme y peor 
aún pueden quemarse todos y cada uno de los circuitos integrados del TV (si por ejemplo la 
fuente arranca sin regulación). 
Una fuente de TV a TRC puede generar 100W cuando funciona bien y quizás 200 cuan- �
do funciona mal y con 200W se puede cocinar un pollo. 
Una fuente de un plasma puede entregar 400W cuando funciona bien y tal vez 800W �
cuando funciona mal y con esa potencia se puede cocinar una parrillada completa. 
Un error y pufff se quema ese circuito integrado que no se consigue. 
Si no sabe arreglar una fuente conmutada, si no tiene un adecuado método de prueba, o no po-
see los instrumentos necesarios para realizar una reparación absténgase de realizarla, porque 
un TV de última generación sale muy caro y en los tiempos que corren los clientes no abundan 
Prólogo
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11
y son todos muy nerviosos cuando entregan un equipo de US$ 4.000. Y además los abogados 
ya son sensibles a esos valores. 
Ud. necesita un “Banco de prueba de fuentes para no arriesgar su vida y la de sus TVs. 
Actualmente, cuando se acerca un cliente a un negocio de electrónica, en lugar de saludar 
esgrime el siguiente latiguillo: “Quiero un presupuesto exacto, porque si me sale caro no lo 
arreglo porque estoy muy mal económicamente”. En estos casos por lo general tragamos sali-
va y pensamos: “¿Como le digo a este buen hombre que si yo hago un presupuesto exacto ya 
realicé el 90% del trabajo porque sólo me queda cambiar el/los componentes dañados? Tengo 
que decirle que sí, que con mucho gusto voy a hacer un presupuesto exacto, gratuito y urgente, 
porque al cliente siempre tiene razón y si me contrata para hacerle un servicio a cambio de 
dinero el puede poner las reglas de la contratación… hasta cierto punto”. 
En una palabra, hay que disponerse a realizar un presupuesto exacto (y además gratuito). La 
pregunta es: ¿Cómo reemplazo la fuente de alimentación para saber si el resto del equipo fun-
ciona o fue arrastrado a una muerte precoz por la falla de la fuente? En estos tiempos es muy 
común encontrarse con equipos que ya tuvieron intentos de reparación por otros técnicos 
(y por otros no técnicos, incluido el propio usuario y el nene que estudia electrónica en una 
ignota escuela).
La respuesta es que hay que poseer una fuente de potencia que reemplace a la fuente propia 
del equipo por ejemplo un SuperEvariac, un tester digital y un tester analógico, sí o sí, no hay 
alternativa. Si tiene osciloscopio, será de gran ayuda, pero en todo el curso vamos a tratar de 
evitar su uso como elemento imprescindible.
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Principios fundamentales 
de las fuentes conmutadas
1
En este capítulo
La forma de señal de la sobretensión
El convertidor de tensión de las viejas autorradios
Conclusiones
Novatos
Electrónica Complet � a (lecciones 1 - 10)
Apéndice � Fuentes de tensión
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13
Me gustaría saber quien fue el científico que recibió la primer descarga inductiva sobre su humanidad, porque seguramente él fue el inventor de la fuente conmutada.
En efecto, cualquier estudiante curioso que esté trabajando con inductores y baterías de baja 
tensión, va a terminar generando alguna descarga sobre su cuerpo. Todos saben que las ba-
terías de baja tensión no producen descargas peligrosas, por eso es común manipularlas sin 
precaución. Pero si su circuito tiene algún inductor, debe tener cuidado porque teóricamente 
no existe un limite a la tensión que se pueda generar. Los 12 V de la batería se pueden trans-
formar en miles de voltios si se utiliza un inductor adecuado.
Por ejemplo si Ud. quiere medir la resistencia del primario de un transformador de alimenta-
ción con el tester y mantiene unido un cable del primario a la punta del tester con una mano y 
el otro cable a la otra punta del tester con la otra mano; es muy probable que al abrir el circuito 
reciba una descarga. 
En este curso suponemos que Ud. tiene un conocimiento general sobre el uso del laboratorio 
virtual que utiliza normalmente. Si no es así lo invitamos a que ingrese a Lecciones de Simu-
ladores de Circuitos en Electrónica Completa (http://electronicacompleta.com/simulado-
res-de-circuitos/) que seguramente lo va a ayudar a dar sus primeros pasos. 
Para empezar, vamos a armar un pequeño circuito como el que mostramos en la figura 1 en 
Multisim y en la figura 2 en LiveWire para aprender los principios fundamentales de las fuen-
tes conmutadas. La idea es usar sólo una llave, un inductor y una batería de 1V. Pero como las 
llaves de los laboratorios virtuales tienen una resistencia infinita cuando están abiertas, la 
completamos con un resistor de 10 Mohms en paralelo y un resistor de 1 mOhms en serie que 
además nos sirve para medir la corriente por el circuito.
Fig.1 Archivo de Multism <Abrir circuito1-1.ms9>
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14
El osciloscopio que nos permitirá ver las señales que se desarrollan tiene dos canales. Con 
uno medimos la tensión sobre la llave (rojo) y con el otro la corriente circulante por el circuito 
(verde).
Fig.2 Archivo de LiveWire
Nota para usuarios de LiveWire: En el LiveWire no es necesario agregar el resistor en para-
lelo. Se debe ajustar el tiempo de simulaciónentrando en la solapa tool > simulation > timing 
control y ajustar allí la ventana “time base” en 1 uS. Luego se deben ajustar los ejes del gráfico 
a + - 1 KV y a 120 uS. Por último la llave pulsador debe predisponerse para ser operada con la 
tecla A aunque también puede operarse con el mouse haciendo clic sobre ella. 
Observe que solo tenemos cinco componentes: una batería de 1V, una llave controlada por la 
barra espaciadora del teclado con un resistor en paralelo y un inductor de 1 Hy. Además, tene-
mos conectado un osciloscopio sobre la llave. Ud. debe ajustar la base de tiempo del oscilos-
copio a 200 mS/div es decir que para recorrer toda la pantalla de izquierda a derecha demora 
2 Seg.. La escala vertical del osciloscopio la predisponemos en una baja sensibilidad de por 
ejemplo 10KV/div. En esas condiciones encendemos la mesa de trabajo y el experimento se 
pone en marcha. Observe que el haz del osciloscopio demorará mas de 1S en llegar al centro de 
la pantalla (de acuerdo a la computadora que está usando) el tiempo real puede no coincidir 
con el indicado en el reloj del experimento que se observa en la parte inferior a la izquierda de 
la pantalla del Multisim.
Si el circuito es más complicado el programa tarda más en realizar los cálculos y la graficación. 
Entonces el reloj del experimento avanzará más lentamente, de modo que para graficar un 
segundo de la experiencia virtual se pueden tardar 10, 20 o más segundos reales.
Primero vamos a analizar de qué depende el crecimiento de la corriente. Comience con la 
llave cerrada y observe que la corriente aumenta a razón de 1A x Seg. y que al abrir la llave se 
produce un pulso positivo muy alto y luego otro negativo muy alto (en realidad es imposible 
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saber cuál es el primero). Cambie el valor del inductor a 500 mHy y verá que ahora cambia a 
razón de 2A x Seg. y el pulso sigue siendo muy alto. Vuelva al inductor de 1 Hy cambie la bate-
ría a 2V y verá que la corriente aumenta a razón de 2A x Seg. Esto significa que la velocidad de 
crecimiento de la corriente varía en forma directamente proporcional a la tensión aplicada e 
inversamente proporcional a la inductancia del inductor. Y que si a un inductor de 1 Hy se le 
aplica una tensión de 1V la corriente crece a 1A en un segundo.
Estas relaciones son muy importantes en el trabajo con fuentes conmutadas y le recomenda-
mos al alumno que cambie valores en el circuito y vea los resultados hasta familiarizarse con 
el tema.
Cierre la llave con la barra espaciadora durante diferentes tiempos y vuelva a abrirla. (Nota: 
si la llave no opera, lleve el puntero del mouse a la mesa de trabajo y pique con el botón de la 
izquierda, allí comenzará a operar la llave; lo que ocurrió es que el control seguramente se en-
contraba activo sobre el osciloscopio). Observe que cada vez que abre la llave, luego de dejarla 
cerrada, se produce en la pantalla del osciloscopio un pulso de diferente tensión y que hay una 
relación directa entre tiempo de llave cerrada y sobretensión.
Este es un fenómeno inesperado pero explicable. Ocurre que un inductor es un componente 
reactivo del tipo de los capacitores, y un componente reactivo acumula e intercambia ener-
gía. El capacitor guarda esa energía en forma de energía eléctrica y el inductor en forma de 
energía magnética. La energía se acumula lentamente a medida que crece la corriente y luego 
puede ser extraída a una gran velocidad o viceversa. De acuerdo al circuito esto puede produ-
cir sobretensiones o tensiones reducidas que resulten interesantes para el diseño de fuentes 
conmutadas. Observe el lector que las tensiones se consiguen como efecto de transferencias 
de energías y no como disipaciones en resistores. En el primer caso, si trabajamos con compo-
nentes reactivos puros (capacitores e inductores ideales) las transformaciones se realizan con 
un elevado rendimiento. En el segundo caso, dada la generación de calor, la transformación se 
realiza con un pésimo rendimiento y sólo pueden ser realizadas en sentido descendentes de 
las tensiones (si a una fuente de 12V se le conecta un divisor resistivo sólo se puede esperar 
que la tensión baje).
Analicemos el caso de nuestro sencillo circuito. Cuando la llave se cierra, comienza a circular 
corriente por el inductor. ¿Qué valor tendrá esa corriente inicial? Sin ninguna duda debe co-
menzar con un valor nulo que se va incrementando poco a poco.
La razón es muy simple y similar al capacitor, que se opone a los cambios de tensión sobre sus 
placas. Si está cargado con 100 V y lo queremos descargar con un resistor observaremos que 
la tensión solo cambia gradualmente. Al mismo tiempo puedo observar que si no conectó nin-
gún resistor sobre él; es capaz de mantenerse cargado por un largo periodo de tiempo lo cual 
significa que su resistencia de aislación es muy alta (tenga en cuenta que un capacitor real es 
muy parecido a uno ideal). Como una importante conclusión podemos decir que un capacitor 
se opone a los cambios de tensión. 
El inductor es casi como la contrapartida del capacitor. Se opone a los cambios de corriente 
y lo hace de la única manera posible; generando fuerzas contraelectromotrices, es decir que 
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genera una tensión que a su vez genera una corriente por el mismo inductor que se opone al 
cambio de la corriente original. En nuestro circuito la corriente sube por ejemplo hasta 1A y 
en ese momento abrimos la llave. Es evidente que al faltar la fuente de energía la corriente no 
puede seguir subiendo; pero el inductor no puede permitir que se corte; por lo tanto se va a 
reducir y al hacerlo va a generar una tensión sobre él que aplicada al resistor de fuga generará 
una corriente algo menor a 1A y descendente. La velocidad del descenso depende del circuito 
externo al inductor. Si solo tiene la resistencia de 10 Mohms debe generar una tensión dada 
por la ley de Ohms de V = I x R = 10 MV. En la simulación es menor (200 KV) porque la llave 
tiene cierta capacidad parásita que modifica el circuito.
Llegado a este punto el lector estará pensando que recuerda muchas manifestaciones de la 
vida diaria del capacitor como acumulador de energía, pero no recuerda ni una sola del induc-
tor. Por ejemplo muchas veces recibió una descarga por andar manipulando algún capacitor 
que había quedado cargado desde mucho tiempo atrás. Pero no recuerda que algún inductor le 
haya producido ningún efecto por alguna carga recibida con anterioridad. Por lo tanto parece 
que los inductores no son capaces de acumular energía.
Desde luego que no es así. Hay dos hechos que nos hacen equivocar escandalosamente: 
un inductor real tiene elevadas pérdidas, por lo que se descarga muy rápidamente �
para que mantengan acumulada la energía magnética se los debe poner en cortocircui- �
to y no en circuito abierto como es el caso del capacitor. 
Como vemos el inductor y el capacitor son antagónicos en todo. El capacitor necesita que las 
cargas acumuladas estén quietas en el dieléctrico y por eso se lo mantiene abierto. En cambio 
el inductor necesita que las cargas circulen para producir un campo magnético y por eso se lo 
debe mantener en cortocircuito. Si las cargas se detienen no generan campo magnético. 
En EEUU se construyó un inductor con un superconductor sumergido en helio líquido (a muy 
baja temperatura). Se le hizo circular una corriente y luego se lo cortocicuitó. Y ese inductor 
viajo en avión por todas las universidades de EEUU para demostrar la teoría. Como no tene-
mos el suficiente dinero para realizar la misma experiencia yo le pido que me crea: un induc-
tor ideal es capaz de mantener un campo magnético que lo rodee sin necesidad de consumir 
energía. 
Volvamos a nuestro experimento virtual para afianzar el conocimiento adquirido. ¿Qué le pa-
rece que puede ocurrir, si en lugar de mantener la llave cerrada por un tiempode 1 segundo la 
mantenemos cerrada por menos tiempo? La respuesta es evidente y se confirma en la práctica. 
Como la corriente tiene menos tiempo para crecer el inductor genera una menor tensión al 
abrirse la llave, que ahora llega a los 120KV. 
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Fig.3 Otra corriente final implica otra sobretensión <Abrir circuito1-3.ms9>
Este fenómeno es el mas importante de las fuentes conmutadas porque gracias a él las fuentes 
conmutadas mantienen constante la tensión de salida. Por eso le volvemos a pedir que juegue 
con el circuito hasta que el fenómeno quede grabado en su mente. 
El fenómeno de la sobretensión es claro, pero, ¿por qué razón la corriente crece lentamente 
durante tiempo en que la llave está cerrada? Ya lo dijimos pero vale la pena repetirlo, porque 
la corriente genera un campo magnético que a su vez genera una tensión sobre el inductor 
que se opone al efecto de la batería; y cuanto más grande es el inductor, más se opone a que la 
corriente crezca rápidamente. Esto se llama autoinducción y es la característica que define a 
un inductor.
Realmente se produce algo similar a lo que ocurre con el capacitor, si lo queremos cargar des-
de una fuente de corriente; la energía eléctrica acumulada va depender del tiempo que la fuen-
te esté conectada. Por lo tanto, si la llave sólo se cierra un tiempo mínimo, el campo eléctrico 
acumulado también será mínimo y la manifestación de este campo al cortocicuitar el capacitor 
será prácticamente inexistente. 
Realice varias pruebas, anotando el valor de la capacidad y el tiempo de carga hasta llegar 
a cierta tensión o a la inversa la tensión de carga en función del tiempo que dura cerrada la 
llave. Veremos que de modo similar a la inductancia, un capacitor de 1 Farad se carga a 1 V en 
el tiempo de 1 segundo. Si realizamos otras mediciones con un valor de inductancia 10 veces 
menor se podrá observar que la tensión crece a una velocidad 10 veces mayor.
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Fig.4 Circuito de carga de un capacitor
Ahora conocemos el fenómeno y sabemos cómo variarlo, pero aún no sabemos todo, por ejem-
plo, ¿qué ocurre si no conectamos ningún resistor sobre la llave? ¿Cómo se produce la sobre-
tensión y hasta que valores puede llegar? Es muy simple y fácil de comprender. El inductor 
se opone a que cambie el valor de corriente circulante por el circuito. Mientras la llave está 
cerrada la corriente va creciendo, por ejemplo hasta llegar a 1 A. Al abrir la llave se produce 
un cambio notable en la resistencia del circuito que pasa de unos pocos Ohms (en general la 
resistencia del bobinado) a un valor prácticamente infinito. En el circuito que utilizamos el in-
ductor es ideal y no tiene resistencia. La única resistencia existente es la agregada de 1 mOhm 
evidentemente despreciable. El inductor, por lo tanto, trata de modificar la tensión para que 
siga circulando 1 A y genera una sobretensión sobre la llave abierta, con el fin de que circule 
corriente. Pero para que circule corriente por un circuito abierto se debe superar la tensión de 
ruptura del aire. En la práctica se llega a generar tal tensión que se produce un arco en la llave 
(observe como las leyes de la electrónica tratan de cumplirse aún en las peores condiciones y 
si no hay resistor donde hacer circular corriente, se lo crea haciendo saltar un arco en el aire o 
en el aislador que puede llegar a destruirlo).
“Es un caso extremo que no tiene utilidad practica”, dirá Ud.. No, es uno de los primeros fenó-
menos eléctricos que el hombre utilizó desde comienzos del siglo XX. En efecto así funciona 
el encendido de un automóvil que genera la chispa en la bujía para que explote la mezcla de 
combustible y aire. 
Vamos a hacer alguna prueba más conectando un resistor de 1K sobre el inductor para obser-
var cómo se reduce el pulso de sobretensión. Ahora, cuando se abre la llave, existe un paso de 
circulación para la corriente y entonces se cumple la ley de Ohm. En nuestro caso, por ejemplo, 
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si abrimos la llave cuando la corriente llega a 1 A esa corriente se deriva por el resistor de 1K y 
por lo tanto genera una tensión dada por la ley de Ohm. En efecto 1A x 1K es igual a 1KV. 
Fig.5 Cálculo de la sobretensión sobre un resistor conectado sobre el inductor 
Para que se puedan observar los oscilogramas con más claridad, desplazamos el haz de co-
rriente hacia abajo ubicando el eje verde tres divisiones hacia abajo. Observe que la sobre-
tensión llega en exactamente a 1 KV. Podría haber llegado a un valor levemente inferior si 
consideramos que en el circuito hay capacidades distribuidas en el inductor y en la llave que 
son una pequeña carga para la sobretensión. Esto nos indica que el Multisim realiza las simu-
laciones con un gran realismo teniendo en cuenta inclusive las capacidades parásitas de los 
componentes.
La forma de señal de la sobretensión
Hasta ahora sólo observamos la sobretensión como un pulso sin detalles. Llegó la hora de expandir la escala horizontal del osciloscopio para observar cual es la ley de variación de 
la tensión. En principio debe considerar que el osciloscopio de su Multisim tiene memoria, lo 
cual facilita las observaciones de nuestro fenómeno (se trata de un fenómeno que no es repe-
titivo). En efecto, si fuera repetitivo podríamos utilizar el sincronismo de la base de tiempo del 
osciloscopio (que opera como el sincronismo de cualquier osciloscopio real) para detener las 
imágenes. Nosotros vamos a emplear el carácter de osciloscopio con memoria para detenerla. 
Simplemente termine la simulación con la llave general de la mesa, amplíe el osciloscopio y 
ubique el pulso de sobretensión sobre la pantalla con el cursor que se encuentra debajo de la 
misma. 
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Fig.6 Forma real de la variación de tensión
 Es como si volviéramos el tiempo atrás y lo ubicáramos donde más nos interesa. Inclusive 
podemos variar las escalas para obtener imágenes ampliadas en el tiempo o con mayor sensi-
bilidad vertical. Esto es lo que hicimos en la figura 7. 
Fig.7
Observe la forma de onda superior (corriente). Vea que no tiene cambios bruscos; cuando la 
llave se abre, la corriente que estaba aumentando, comienza a disminuir exponencialmente 
hasta hacerse nula debido a que la llave no se abre instantáneamente. Para completar el ejer-
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cicio vamos a agregar un capacitor sobre la llave. Ver las figuras 8 y 9 con un acortamiento de 
los tiempos. 
Fig.8 Oscilación amortiguada en la apertura de la llave
Fig.9 Ídem pero con el tiempo de barrido más corto <Abrir circuito1-9.ms9>
Aquí tenemos un interesante efecto de transferencia de energía y disipación, que debemos 
analizar con todo detenimiento. En principio, éste es un circuito realmente muy utilizado des-
de principios del siglo XX (salvo por los valores de los componentes); es el circuito de encendi-
do de un automóvil. Todo comienza cuando los platinos se cierran. Allí comienza a circular una 
corriente creciente. En ese momento el capacitor está en cortocircuito y por lo tanto descar-
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gado. Cuando el platino se abre, el inductor tiene su máxima energía en forma de campo mag-
nético. El inductor tiene dos componentes conectados sobre el; un resistor y un capacitor. En 
principio puede olvidarse del resistor que analizaremos más tarde. El inductor debe mantener 
la corriente circulando y lo hace utilizando al capacitor. Cuando un capacitor es recorrido por 
una corriente se carga. El resultado es que comienza a aparecer una tensión sobre el capacitor 
que se hace máxima cuando el inductor entregó toda la energía que tenía acumulada (laco-
rriente es igual a cero y se puede decir que campo magnético y corriente son proporcionales). 
Allí no termina el fenómeno, ahora es el capacitor el que está plenamente cargado y por lo 
tanto lleno de energía. Esa tensión queda aplicada al inductor y por él comienza a circular una 
corriente en el sentido contrario al anterior.
Si no existiera el resistor los intercambios de energía magnética (L) y eléctrica (C) se produ-
cirían sin pérdida y durarían una eternidad. Pero el resistor existe y en cada ciclo transforma 
energía en calor haciendo que los picos máximos sean cada vez más pequeños hasta llegar a 
cero. Esta señal tiene nombre, se llama oscilatoria amortiguada y es el intercambio de energías 
que sigue la ley mas común de la física. 
El convertidor de tensión de 
las viejas autorradios
¿Dónde se utilizó el principio de las fuentes conmutadas por primera vez en el campo de la electrónica? En los TV dirá Ud.. No, fue en las radios para automóviles de los años 50 
del siglo pasado. En efecto el transistor no estaba difundido aún y las radios eran a válvulas. 
Requerían una tensión del orden de los 100V para el circuito de placa y en el automóvil solo 
existían los 12 V de la batería.
Suponemos que inspirado en el propio circuito de encendido del vehículo a alguien se le ocu-
rrió la idea de realizar un convertidor continua a continua. En principio se necesitaba una llave 
que interrumpiera la tensión continua de batería a una frecuencia considerablemente alta, 
luego esa corriente pulsátil se hacia pasar por un inductor para generar una sobretensión y 
por ultimo esa sobretensión se rectificaba de modo que cargara un capacitor electrolítico de 
alto valor. 
En nuestro circuito utilizamos un generador de funciones y una llave controlada por tensión, 
pero en realidad se utilizaban unos contactos que oscilaban unidos a un diapasón en una fre-
cuencia de aproximadamente 300 Hz y que eran auto-oscilantes porque poseían una bobina 
que los energizaba por pulsos. Ni que decir que este dispositivo que conmutaba mecánicamen-
te a un ritmo tan acelerado duraba muy poco y era frecuente su recambio; tanto que estaba 
montado sobre un culote que a su vez descansaba sobre un zócalo para que se pudiera cam-
biar sin desoldar.
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Fig.10 Fuente pulsada a vibrador para radio de auto a válvulas <Abrir circuito1-10.ms9>
Si Ud. cambia el tiempo de actividad del generador de funciones, modifica el tiempo en que la 
llave está cerrada, cargando al inductor con un campo magnético. Con un tiempo de actividad 
más bajo, la llave está cerrada más tiempo el inductor admite más carga y genera una sobre-
tensión mayor. Pruebe con diferentes tiempos y observe la tensión indicada por el tester.
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Conclusiones
En este primer capítulo realizamos una reseña histórica de las fuentes conmutadas y 
sobre todo repasamos los principios de funcionamiento y las leyes que rigen a los induc-
tores y que tanto vamos a utilizar más adelante. 
Hicimos un esfuerzo considerable, para explicar porque no es simple reconocer al induc-
tor como un componente acumulador de energía. Vimos que su hermano el capacitor 
es por fabricación casi ideal (tiene muy pocas pérdidas) pero en el caso del inductor las 
pérdidas son considerables (generalmente por la resistencia del alambre). Pero aún si 
fuera ideal, seguramente no se lo tendría por un acumulador de energía dado que luego 
de cargarle un campo magnético, se requiere que permanezca en cortocircuito para con-
servarlo.
En el próximo capítulo comenzaremos a ver circuitos prácticos. Veremos que nuestra lla-
ve debe ser reemplazada por un transistor bipolar o MOSFET y nos detendremos a anali-
zar las características de excitación de los mismos para favorecer la velocidad de conmu-
tación. En realidad se trata de un tema que parece teórico pero es realmente práctico, ya 
que el recalentamiento de los transistores está absolutamente ligado a la excitación.
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El transistor bipolar 
como llave electrónica
2
En este capítulo
El transistor bipolar como llave
Características de la llave transistor bipolar
Circuitos prácticos de excitación de base
Conclusiones
Novatos
Electrónica Complet � a (lecciones 11 - 15)
Apéndice � Fuentes de corriente constante
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En el capitulo anterior trabajamos con llaves movidas a mano para generar tensiones de fuente. En éste reemplazaremos esas llaves por dispositivos electrónicos prácticos. Actual-
mente se utilizan solo dos dispositivos para realizar conmutaciones de potencia: 
los transistores bipolares clásicos de potencia �
los MOSFET (metal oxido semiconductor field efect transistor = transistor de efecto de �
campo con compuerta aislada). 
Los transistores bipolares son históricamente los más utilizados ya que se caracterizaban por 
su bajo costo y su gran confiabilidad; sin embargo son difíciles de excitar y por esa razón la 
tendencia es a reemplazarlos por transistores MOSFET que prácticamente no requieren po-
tencia de excitación y que actualmente menos que los transistores bipolares. En el momento 
actual existe una combinación de transistor bipolar con MOSFET llamado GATOS que fueron 
creados con la intensión de combinar las ventajas del transistor bipolar en lo que respecta a 
su baja resistencia cuando conducen, con el manejo de la excitación a través de una compuerta 
aislada. Por el momento estos dispositivos son caros, pero no dudamos que en poco tiempo 
mas estarán presentes como una propuesta más.
Nosotros estudiaremos las diferentes llaves como elementos disociados, pero recuerde que 
la tendencia actual es incluirlos dentro de un circuito integrado híbrido o monolítico. Sin em-
bargo, dada las dificultades de fabricación, la mayor parte de las fuentes están resueltas en un 
circuito integrado monolítico que posee hasta la etapa driver. El circuito se completa con la 
llave de potencia que se ubica en las cercanías. No obstante recuerde que todas las variantes 
están presentes en algún caso particular; a saber
Circuito integrado monolítico con llave de potencia externa �
Circuito integrado monolítico con llave de potencia interno �
Circuito integrado híbrido con llave de potencia interna �
Circuito discreto �
El transistor bipolar como llave
Los transistores bipolares, originalmente diseñados como amplificadores lineales son uti-lizados actualmente como llaves digitales. En los amplificadores lineales los transistores 
pueden tomar un estado de conductividad entre el colector y el emisor que depende de la 
corriente aplicada a la base. En la figura 1 podemos observar un simple transistor BC548 exci-
tado desde una fuente de tensión continua y con un resistor de colector de 1K. 
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Fig.1 El transistor polarizado en la zona activa <Abrir circuito2-1.ms9>
Se trata de un circuito muy simple con un potenciómetro que opera como si fuera una fuente 
de señal continua, un transistor y dos resistores. Uno para polarizar la base y el otro como car-
ga de colector, para poder observar si Q1 es equivalente a una llave abierta o cerrada.
La idea es observar las características del circuito con el transistor usado de llave. Observe 
que según la posición del potenciómetro, la juntura de base conduce y se genera una corriente 
indicada por la tabla de base. Inicialmente debe ajustar el potenciómetro con la tecla A para 
bajar (y A y mayúsculas para subir) para obtener una tensión de colector de 6V. En estas condi-
ciones se puede decir que entre el colector y el emisor del transistor se produce una resisten-
cia de 1K obtenida por el cociente de la tensión y la corriente indicada por la tabla decolector. 
(6,16V/5,84mA =1.054K). 
Nota: En las tablas aparece una frecuencia que no es más que el ruido del circuito, no la tenga 
en cuenta.
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Evidentemente, en este caso, estamos muy lejos de poder considerar al transistor como una 
llave cerrada, sobre todo porque si hacemos circular una corriente alterna por el colector en-
contraremos que se genera la correspondiente tensión alterna. 
Nota: I1 es un generador de corriente alterna y no el clásico de tensión alterna, puede consi-
derarlo como un generador de tensión inteligente que mide la resistencia del circuito y ajusta 
la tensión para que circule la corriente elegida que en este caso es de 3 mA. 
Fig.2 Transistor en conducción activa <Abrir circuito2-2.ms9>
Observe que el osciloscopio indica que en el punto donde se inyecta la señal existe una re-
sistencia considerable (exactamente 266 Ohm) porque con una corriente alterna de 3 mA se 
produce una caída de tensión de unos 0,8 V eficaces.
Para que el transistor se comporte como una llave cerrada debe tener una resistencia entre 
colector y emisor de un valor despreciable. Veamos que sucede si se incrementa la corriente 
de base con el potenciómetro mientras se observa la caída de tensión en el osciloscopio. Como 
vemos la tensión alterna se va reduciendo hasta hacerse prácticamente despreciable cuando 
la tensión continua de colector del transistor llega a unos pocos mV. Recién allí podemos con-
siderar que la llave/transistor se cerró. A esta condición se la llama condición de saturación 
del transistor porque un nuevo incremento en la corriente de base no provoca una nueva re-
ducción de la resistencia equivalente entre el colector y el emisor del transistor. De cualquier 
modo no se puede decir que la llave tenga resistencia nula, sino que tiene una resistencia 
baja que depende del transistor utilizado y de la condición de saturación. También se puede 
decir que lejos de la saturación, a todo incremento de corriente de base, le corresponde un 
incremento de la corriente de colector casi constante. Pero cuando se llega a tensiones muy 
bajas de colector a emisor a un incremento dado de corriente de base no le corresponde el 
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correspondiente incremento de la corriente de colector y entonces se dice que el transistor 
está saturado.
Aconsejamos al lector que siga realizando experiencias con el circuito de la figura 2 levantan-
do y bajando la tensión del potenciómetro. Y observando como cambia la tensión alterna y 
continua de colector. Calcule el valor equivalente de resistencia en cada caso. 
Características de la llave 
transistor bipolar
Para que un componente pueda recibir el nombre de “llave” debe tener:
una resistencia baja al estar cerrada (resistencia de conducción) �
una resistencia elevada cuando está abierto (resistencia de aislación) �
De hecho el transistor sin excitación de base es un aislador entre colector y emisor ya que sólo 
circula la corriente de fuga. Pero esa corriente no es nula y debe ser considerada. Esa corrien-
te depende de la tensión inversa aplicada a la barrera base emisor y se llama condición de 
bloqueo. Genéricamente podemos decir que no es suficiente que la tensión de base a emisor 
esté por debajo de 600 mV para asegurar que el transistor esté cortado. De hecho debemos 
recordar que el semiconductor utilizado está sometido a la aplicación de tensiones de colector 
muy elevadas luego del corte. Y un corte poco eficaz causa su destrucción inmediata. Por lo ge-
neral un diseñador asegura que en el momento del corte se produzcan por lo menos tensiones 
inversas de base del orden de los 2 a 3 voltios. Mayores tensiones pueden ser contraproducen-
tes sobre todo si se generan a baja impedancia ya que la juntura no soporta más que alguna 
decena de voltios en inversa. 
Aquí es importante realizar un análisis de la transformación de energía eléctrica en térmica 
porque la mayoría de los problemas no catastróficos de las fuentes se deben a algún problema 
de este tipo.
Cuando la llave esta abierta, tiene una gran tensión aplicada pero no circula corriente por ella; 
por lo tanto la disipación (W = E x I con I = 0) será nula. Cuando la llave está cerrada circula 
una elevada corriente por ella, pero la tensión sobre la misma será prácticamente nula (W = 
E x I con E = 0). Desde luego que estamos hablando de condiciones ideales que no siempre se 
cumplen. En realidad existe cierta caída de tensión sobre la llave cerrada y cierta corriente 
circulando con la llave abierta, pero la potencia generada no suele ser importante y puede 
despreciarse. 
¿Esto significa que la llave no se calienta? No, de ninguna manera. Se puede calentar y mucho. 
Lo que queremos decir es que no se calienta por la disipación cuando está cerrada o cuando 
está abierta. ¿Y cuándo se calienta entonces? Se calienta en el preciso momento de la conmu-
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tación, cuando pasa del cierre a la apertura, o de la apertura al cierre. En conclusión: si la con-
mutación es rápida (flanco abrupto de la tensión de base) y ocurre pocas veces por segundo 
(frecuencia baja), hay poca disipación. Si es lenta o se repite muchas veces por segundo hay 
mucha disipación.
¿Y de qué depende que un transistor conmute rápidamente? Depende de su circuito de excita-
ción. En la figura 3 mostramos un simple circuito realizado con un transistor de conmutación 
Zetex tipo CTX658. Observe que simplemente debe conmutar una carga resistiva de 10K so-
bre una fuente de 100V. 
Fig.3 Excitación de una llave transistor 
En la pantalla del osciloscopio, ubicamos la excitación de base en la parte inferior (con el eje 
cero en –5V) y la tensión de colector en la superior. Observe que la señal de excitación es una 
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onda cuadrada de 10V de una frecuencia de 20 KHz. El oscilograma de base está muy lejos de 
ser rectangular, así que lo primero que le pedimos al alumno es que tome la punta conectada 
al colector y lo conecte sobre la salida del generador para estar seguro que el problema no es 
de generación. Una vez que haya comprobado que el generador tiene una onda perfectamente 
rectangular con los flancos bien verticales le pedimos que reconecte el osciloscopio en el co-
lector. 
Fig.4 Oscilograma de tensión de entrada y corriente de colector <Abrir circuito2-4.ms9>
Observe que la señal de colector sigue a la de base con bastante exactitud salvo la amplitud y la 
inversión de fase propia de un transistor (recuerde que el canal B del osciloscopio se puede in-
vertir con la tecla – para hacer comparaciones mas exactas). Observe que cuando la tensión de 
base se hace inversa el transistor se corta y la tensión de colector sube hasta el valor de fuente. 
Cuando la juntura de base se polariza en directa, el transistor se satura y la tensión de colector 
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llega prácticamente a cero. La corriente de colector se puede observar sobre el resistor R3 en 
serie con el miliamperímetro. En la figura 4 se puede observar la corriente de colector junto 
con la señal de salida del generador. Observe que desplazamos los ejes para que las señales se 
puedan observar mejor (arriba se observa la corriente). Observe que además de la inversión 
de fase hay pequeños corrimientos del orden de 1 o 2 uS que son una falla del circuito que 
deberemos mejorar. 
Observe que I(dc) indica 4,94 mA es decir prácticamente 5 mA. En efecto, el transistor conecta 
un resistor de 10K sobre una fuente de 100V y hace circular 10 mA, pero lo hace sólo durante 
la mitad del tiempo. Esto significa una corriente pico I de 10mA y una promedio de 5mA. En 
realidad los retardos del transistor se comportan de modo tal que el periodo de actividades 
menor y por eso la indicación es de solo 4,94 mA.
Fig.5 Forma de señal de corriente de colector con R1 de 100 Ohms. 
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Si cambiamos la resistencia de base para excitar la base con menor impedancia, encontramos 
que con R1 de 100 Ohm la forma de señal en colector se corrige, haciéndose mas parecida a la 
del generador. Además la tabla ahora indica 5,31 mA. Es decir que mide más de lo ideal pero 
que como ya sabemos es más parecido a lo real porque ahora la corriente de colector tiene un 
tiempo de actividad muy cercano al 50%. Las oscilaciones que se producen en el flanco ascen-
dente deben a que el Multisim es tan exacto en sus simulaciones que considera las capacidades 
e inductancia parásitas del transistor BC548B. En nuestro caso esas oscilaciones no nos mo-
lestan así que las pasamos por alto.
Para entender dónde se producen las perdidas del circuito debería utilizarse un graficador 
de potencia instantánea. Solo que ese instrumento no existe en la realidad. Con el Multisim se 
puede realizar una graficación de V de colector y I de colector para observar en que momentos 
se produce potencia W (recuerde que W = E x I). 
Fig.6 Oscilograma de V e I de colector <Abrir circuito2-6.ms9>
Observe que la gráfica de potencia estaría siempre a nivel bajo, salvo en las conmutaciones en 
donde se producen dos picos importantes porque allí se observan valores diferentes de cero 
para ambas señales. (I y V). La razón es que durante las conmutaciones se obtiene tensión y 
corriente al mismo tiempo, no porque lo exija la carga sino porque la corriente de colector no 
llegó a cero cuando la tensión aplicada todavía persiste (lentitud de la llave). Lo más importan-
te es reducir esos picos de potencia tanto en amplitud como en duración, porque esto significa 
que se mejoró el rendimiento del sistema. 
Analizaremos ahora por qué razón se producen retardos en la conmutación de una llave tran-
sistor (observe en la figura que llegan a valores de unos 3 uS) y cómo se los puede mejorar.
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Un transistor llave debe trabajar saturado. Esto significa que la juntura base emisor tiene más 
portadores que los necesarios para que la tensión de colector llegue a un valor nulo. En la prác-
tica alcanzaría con el valor justo de corriente que produzca la saturación, pero eso es absolu-
tamente imposible de asegurar en la práctica. En efecto, una producción real de transistores 
no puede mantener invariable un factor de amplificación de corriente (beta) determinado, por 
lo tanto el circuito se debe diseñar para que la corriente de base alcance con el transistor mas 
duro de la producción y por las dudas se debe dar un factor de seguridad de por lo menos el 
20 o el 30%.
Imaginemos al transistor saturado al final del periodo de conducción. En la base existen más 
portadores que los necesarios para producir la saturación. Si en ese momento simplemente se 
invierte la tensión de base no podemos suponer que la juntura de colector se abra inmediata-
mente. En efecto, hasta que la juntura de base no se vacíe el colector no se entera del cambio 
de la condición del generador. Los portadores extras pueden considerarse acumulados en el 
capacitor parásito de base emisor y se los debe extraer lo mas rápidamente posible. Y como 
sabemos la corriente necesaria para vaciar ese capacitor depende tanto de ese valor de capa-
cidad como del circuito externo.
En nuestro circuito de ejemplo la corriente de base se puede modificar de dos modos:
modificando la resistencia de base �
modificando la tensión de salida del generador �
Ambos efectos parecen iguales pero no lo son. Los portadores sobrantes se pueden retirar más 
rápidamente si se utiliza un circuito de baja impedancia y si no se hace circular más corriente 
que la necesaria. Si editamos las características del transistor utilizado, nos encontraremos 
que el beta promedio del mismo es de 170. En nuestro circuito utilizamos una tensión directa 
de base de 5 V (10 V pap de onda cuadrada) y un resistor de 10K. La corriente que pasará por 
ese resistor despreciando la tensión de barrera del transistor es de 5V/10K = 0,5 mA. Con esa 
corriente podríamos hacer circular hasta una corriente de colector de 0,5 x 170 = 85 mA pero 
solo estamos haciendo circular una corriente de 100V/10K = 10 mA. Es decir que estamos 
sobreexcitando al transistor en un orden de 8,5 veces. Los portadores de carga están en una 
cantidad 8,5 veces mayor que la necesaria. 
La solución en nuestro caso no pasa por aumentar el valor de resistencia porque en ese caso 
tardaremos más en descargar al capacitor de base. Lo que conviene hacer es reducir la tensión 
de base y al mismo tiempo el resistor de base. Por ejemplo intentemos reducir el resistor a 100 
Ohms y ajustemos la corriente de base para que tenga un valor igual a doble de lo necesario es 
decir 10mA/170 x 2 = 0,12 mA. 
Observe cómo se reduciría la duración de los pulsos de potencia instantánea debido a que el 
cruzamiento de V e I es ahora mucho más corto. En realidad la amplitud de los pulsos de po-
tencia instantánea no se reducirían mucho, pero si lo haría la duración, que prácticamente se 
anuló.
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La mejora en el rendimiento general se puede observar en el circuito de la figura 7 en donde 
se puede observar como prácticamente se anula el tiempo en donde se cruzan la tensión y la 
corriente. Al mismo tiempo se puede observar que en la tabla, la corriente de la fuente pasó de 
un valor de 5,3 mA cuando excitábamos con 10K a un valor de 5,18 mA con 100 Ohms. 
Fig.7 Reducción del tiempo de cruzamiento de V e I
No vamos a abandonar nuestro circuito, sin antes observar con más detalle la forma de señal 
de corriente de base, pero esta vez junto con la de tensión de base. 
Observe que para hacer conducir al transistor primero aparece la tensión positiva de base. 
En ese preciso momento se genera un pico de corriente de base que carga al capacitor de la 
juntura y una vez que esta cargado comienza a conducir el colector porque se satura el tran-
sistor. Observe que el operativo de carga del capacitor dura muy poco (despreciable con una 
base de tiempo de 1 uS/div) cuando antes duraba unos tres microsegundos. También se puede 
observar que cuando se corta el transistor se produce un corto periodo de corriente negativa 
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de base. Esa corriente se debe a la extracción de los portadores sobrantes de la base cuando el 
generador pasa al semiciclo negativo. 
Fig.8 Oscilograma de la corriente de base
Circuitos prácticos de excitación de base
Históricamente las fuentes conmutadas tenían una excitación de base similar a la del driver horizontal de TV. Es decir que tenían un pequeño transformador excitador que cumplía 
con las condiciones exigidas de baja impedancia de excitación de base y que permitía ajustar 
la excitación simplemente cambiando la relación de espiras.
Evidentemente un transformador bobinado arrastra una mano de obra humana que no con-
dice con los criterios actuales de fabricación. Por lo tanto, el transistor llave debe ser excitado 
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con una salida directa de un circuito integrado que por lo general contiene una etapa de salida 
de potencia de simetría complementaria tal como la de un amplificador analógico de potencia 
de audio con fuente única. Es decir un generador de onda rectangular con muy baja impedan-
cia de salida (como el generador de funciones de un Multisim cuando se ajusta la tensión de 
offset de modo que la excursión de señal vaya de 0 a máximo). El simple acoplamiento a capa-
citor no genera una adecuada corriente de base del transistor llave, dado que luego de que el 
capacitor se carga no hay prácticamentecorriente de base. 
Fig.9 Excitación de base a capacitor <Abrir circuito2-9.ms9>
Este problema se soluciona muy simplemente con el agregado de un diodo en inversa con la 
juntura base emisor. 
Con esto se soluciona el problema pero el reparador debe tener en cuenta ese diodo de base 
porque su ausencia suele producir un defecto muy peligroso. En efecto los fabricantes suelen 
diseñar las fuentes de modo que llegue a la tensión de trabajo suavemente en el orden de un 
par de segundos. Cuando falla la excitación (diodo o electrolítico) la fuente llegue a la tensión 
de trabajo en forma oscilatoria amortiguada en donde el primer pico de la oscilación significa 
un incremento de la tensión regulada por encima del valor de trabajo. Esto implica aplicarle 
una mayor tensión a la etapa de salida horizontal durante un corto tiempo y con ello varían to-
das las tensiones auxiliares que se deriven del fly back. Con esta alternativa podemos observar 
que se corre el riesgo de dañar por sobretensión a alguno o a todos los componentes activos 
del TV.
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Fig.10 Corrección con un diodo de base a masa <Abrir circuito2-10.ms9>
Cuando el electrolítico de base se seca o el diodo en inversa se abre, se suele presentar el pro-
blema enunciado además de un sobrecalentamiento del transistor llave. Cuando tenga dudas 
sobre el estado del electrolítico coloque un tester de aguja sobre la salida de la fuente y obser-
ve que su indicación aumente suavemente y que no se pase del valor nominal.
Si el equipo tiene un protector de sobretensión a diodo zener el problema puede ser distin-
to. Simplemente se encuentra el protector en cortocircuito. Uno supone que la fuente debe 
regular mal, así que desconecta el TV de la fuente y usa una carga simulada; desconecta el 
protector quemado, mide la tensión y la encuentra normal (evidentemente ya pasó el pulso de 
encendido). Apaga la fuente, conecta otro protector, vuelve a probar y el protector se quema. 
Conclusión: si encuentra un protector quemado y la fuente regula en el valor nominal cambie 
el capacitor de acoplamiento a base y el diodo de inversa por precaución.
Conclusiones
En esta sección analizamos el comportamiento de la llave transistor y analizamos los 
posibles circuitos de excitación utilizados en las fuentes conmutadas. Vimos la impor-
tancia fundamental de realizar las conmutaciones muy rápidamente y su efecto sobre el 
consumo o las pérdidas del circuito. Por último, analizamos el acoplamiento capacitivo 
de base y como se debe modificar el circuito para lograr un incremento suave de la ten-
sión de fuente.
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Componentes periféricos 
de la llave electrónica
3
En este capítulo
El dispositivo llave
El transformador de pulsos
La regulación sin realimentación
Reajuste del período de actividad
Conclusiones
Novatos
Electrónica Complet � a (lección 16)
Apéndice � Leyes de Kirchhoff y Los transformadores en Multisim
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Existen muchas formas de estudiar las fuentes conmutadas. Nosotros elegimos el camino práctico luego de haber analizado teóricamente al transistor bipolar como conmutador. 
Esto significa que vamos a llegar al circuito completo de una fuente conmutada partiendo de 
una simple llave a transistor bipolar y un inductor.
La fuente que vamos a desarrollar no pertenece a ningún equipo en particular y pertenece a 
todos porque se trata de una sencilla fuente discreta a transformador de ferrite, del tipo que 
puebla muchos TVs y videos modernos de bajo costo.
Esta fuente discreta fue elegida por sus valores didácticos ya que se pueden visualizar absolu-
tamente todos los parámetros de la misma, los oscilogramas, las tensiones continuas y sobre 
todo se puede determinar para qué sirve cada uno de los componentes que vamos agregan-
do. 
La fuente terminada tiene una maravillosa característica. Se comporta como una fuente real 
y nos va a permitir la realización de prácticas de reparación tan reales, que le brindaremos al 
alumno un circuito en correcta condiciones y otros con componentes fallados para que el los 
encuentre siguiendo un método de reparación.
Suponemos que el alumno se estará realizando la siguiente pregunta: “¿No es mejor realizar 
una práctica real?”. En algunos aspectos una práctica simulada tiene ventajas sobre la real. Lo 
mejor de la simulación es que los circuitos siguen funcionando a pesar de las sobrecargas a 
que se puedan ver sometidos. Por ejemplo, nuestra fuente elemental no tiene protección de 
sobrecorriente (se agrega luego) y si se baja la resistencia de carga se puede observar como 
aumenta la corriente de emisor y la potencia instantánea en la llave transistor. Aún realizando 
un cortocircuito la fuente sigue funcionando lo que nos permite observar en detalle la condi-
ción de falla y desarrollar las protecciones con gran sencillez.
Otra gran ventaja es la facilidad con la que se pueden cambiar los valores de los componentes 
pasivos. También es posible editar los componentes activos y cambiar los parámetros. Por 
ejemplo se puede utilizar un transistor comercial con un beta de 20 y cambiarlo con la fuente 
funcionando a 10 o a 40 mientras se observa el oscilograma de la potencia instantánea, o un 
instrumento que mida la potencia promedio, o simplemente el consumo desde la red para car-
ga y tensión de entrada constante.
El método didáctico que vamos a emplear es este artículo es lo que el autor llama “diseño 
conceptual” que consiste en ir armando el dispositivo de a poco sin realizar cálculos con la 
computadora. Se colocan los componentes y se modifican los valores hasta conseguir las ca-
racterísticas deseadas. Así llegaremos a diseñar la fuente completa sin realizar más que cálcu-
los mentales.
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El dispositivo llave
Vamos a realizar una fuente basada en un transistor bipolar de potencia genérico, dado que es muy común. En principio, dibujaremos un transistor excitado por un generador de 
funciones, predispuesto como generador de señal rectangular con un periodo de actividad del 
20%. La carga del transistor es inductiva con un capacitor en paralelo para evitar ringing (li-
teralmente campanilleo, se refiere a oscilaciones después de los flancos de las señales rectan-
gulares como los observados en el capítulo anterior). La salida del circuito es un simple diodo 
rectificador que carga a un capacitor electrolítico. La carga la simulamos con el resistor R5. 
Fig.1 Primer fuente con llave electrónica
Por el momento suponga que la fuente de 600V, el diodo correspondiente y el resistor de 1 
Ohm colgados del colector del transistor, no existen. El generador de señal rectangular aplica 
una tensión 15 KHz con 6V de amplitud a la base, a través de un resistor de 100 Ohms, lo que 
por supuesto alcanza y sobra para saturar al transistor. Esa señal puede observarse en la parte 
inferior de la pantalla del osciloscopio con el cero sobre –10V. Durante un 20% del tiempo, la 
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señal de base supera el nivel de cero y hace conducir al transistor. En ese momento la señal de 
colector observada en la parte superior del osciloscopio está a potencial de masa y el inductor 
se carga de energía magnética tomando corriente de la fuente. El resto del tiempo la tensión 
de base estará alta y el transistor estará cortado. La corriente por el inductor que estaba cre-
ciendo deja de hacerlo y comienza a descender; esto implica que la tensión de colector que 
estaba por debajo de la de fuente comienza a crecer rápidamente (al ritmo permitido por C2 
y R3) y sólo se detiene cuando el diodo D2 se pone en directa, momento en que el crecimiento 
de la tensión de colector se hace mucho mas lento