EL TRANSISTOR

Transistor bipolar o BJT (Bipolar Juntion Transistor)

El transistor bipolar o BJT (Bipolar Juntion Transistor) es el más común de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio. En ambos casos el dispositivo tiene 3 patillas y son: el emisor, la base y el colector.

El nombre transistor se obtiene de la combinación  de las palabras “transfer” y ” resistor”. El motivo del nombre se debe a que es un “resistor” que puede amplificar una señal eléctrica mientras es “transferida” de su terminal de entrada al terminal de salida.

Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor. El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en el gráfico de transistor.

COMO FUNCIONA EL TRANSISTOR

Por favor observe los siguientes vídeo donde explican de manera sencilla que es y cómo funciona el transistor

COMO PROBAR UN TRANSISTOR CON EL OHMETRO

MODOS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS TRANSISTORES

Dependen de las condiciones de polarización, como avance o retroceso, los transistores tienen tres modos principales de funcionamiento, a saber, las regiones de corte, activo y de saturación.

MODO ACTIVO

En este modo, el transistor generalmente se usa como un amplificador de corriente. En el modo activo, dos uniones están sesgadas de forma diferente, lo que significa que la unión emisor-base está polarizada hacia adelante, mientras que la unión colector-base está polarizada inversamente. En este modo, la corriente fluye entre el emisor y el colector y la cantidad de flujo de corriente es proporcional a la corriente de base.

MODO DE CORTE

En este modo, tanto la unión de la base del colector como la unión de la base del emisor tienen polarización inversa. Esto, a su vez, no permite que la corriente fluya desde el colector al emisor cuando el voltaje del emisor base es bajo. En este modo, el dispositivo está completamente apagado ya que la corriente que circula por el dispositivo es cero.

MODO DE SATURACIÓN

En este modo de operación, tanto la base del emisor como las uniones de la base del colector están polarizadas hacia adelante. La corriente fluye libremente desde el colector al emisor cuando la tensión base-emisor es alta. En este modo, el dispositivo está completamente encendido.

La figura a continuación muestra las características de salida de un transistor BJT. En la figura inferior, la región de corte tiene las condiciones de operación como cero corriente de salida del colector, cero entrada de corriente básica y voltaje máximo del colector. Estos parámetros causan una gran capa de agotamiento que además no permite que la corriente fluya a través del transistor. Por lo tanto, el transistor está completamente en OFF.

De manera similar, en la región de saturación, un transistor está polarizado de tal forma que se aplica una corriente de base máxima que resulta en la máxima corriente de colector y el voltaje mínimo colector-emisor. Esto hace que la capa de agotamiento se vuelva pequeña y permita un flujo máximo de corriente a través del transistor. Por lo tanto, el transistor está completamente en condición ON.

Por lo tanto, de la discusión anterior, podemos decir que los transistores pueden funcionar como conmutador de estado sólido ON/OFF operando el transistor en las regiones de corte y saturación. Este tipo de aplicación de conmutación se utiliza para controlar motores, cargas de lámparas, solenoides, etc.

INSTITUTO TÉCNICO LAUREANO GÓMEZ

PRÁCTICA DE LABORATORIO CON EL SIMULADOR LIVEWIRE

EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR

OBJETIVOS:

1-Calcular y medir los voltajes de operación en corriente continua que se encuentran en un circuito con transistores.

2- Comprobar el funcionamiento del transistor NPN (3404) y un PNP (3406), como interruptor

MARCO TEÓRICO:

Es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada.

Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término transistor es la contracción en inglés de transfer resistor (resistor de transferencia), es un dispositivo pequeño que aprovecha las propiedades semiconductoras y cristalinas del germanio o del silicio y que sirve para amplificar las oscilaciones eléctricas.

El transistor sirve como amplificador y también como interruptor. Los elementos del transistor son BASE-COLECTOR -EMISOR, pueden ser del tipo PNP o PNP

Una de las aplicaciones más importantes que se da al transistor, es la de interruptor, ya que permite controlar circuitos y dispositivos, puede servir como elemento de protección y de control. El transistor conectado con un relé permite controlar cargas de gran corriente.

Cuando el colector de un NPN es positivo, el emisor negativo y la base levemente positiva, el transistor está correctamente polarizado, y hay dos corrientes fluyendo: La corriente del colector (Ic), que es una corriente grande, y la corriente de base (Ib), que es una corriente pequeña.

En el caso del Transistor PNP, la polarización se invierte.

EQUIPOS Y MATERIALES

-Programa de simulación LIVEWIRE donde encontrará los siguientes elementos:

-Fuente de alimentación de 12 V

-Resistencias

-Transistores 2N3904 Y 2N3096

-Diodos LED

-Interruptor DPDT

-Cables conectores

-Voltímetros

PROCEDIMIENTO

1-Implementa con el transistor NPN 3904, el circuito siguiente en el simulador LIVEWIRE

2- Conecte el interruptor SW1 , en la posición Atensiones : voltaje colector emisor  (VCE), voltaje colector base (VCB), voltaje emisor base (VEB), llene la tabla 1

5- Mida las corrientes: Corriente de base (IB), Corriente de colector (IC), corriente de emisor (IE), llene la tabla 1

6- Verifique las leyes   de Kirchhoff para corrientes:  IE=IB+IC   y para voltajes: VCE=VCB+VEB

7-Cambie el interruptor SW1 a la posición B y mida todas las tensiones y corrientes anteriormente descritas, llena la tabla 1

8-Para cada posición del SW1, registre en que zona de trabajo funciona el transistor. ¿Saturación o Corte?

Posición SW1	VCE	VCB	VEB	IB	IE	IB	ZONA DE OPERACIÓN
A
B

Ahora realiza el mismo montaje y procedimiento con el transistor PNP 3906, (FIG 2)

Posición SW1	VCE	VCB	VEB	IB	IE	IB	ZONA DE OPERACIÓN
A
B

Sacar conclusiones.

EL ARCHIVO DE ESTA PRÁCTICA LO PUEDE DESCARGAR DANDO CLICK AQUÍ O YENDO AL AULA VIRTUAL CREADA EN CLASSROOM.EL DESARROLLO DE ESTA PRÁCTICA FAVOR ENVIARLA A LAS TAREAS COMO ARCHIVO COMPARTIDO DE LAS AULAS VIRTUALES DE CLASSROOM. GRACIAS

EL DIODO

CONCEPTUALIZACIÓN SOBRE EL  DIODO

DEFINICIÓN: Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido,​ bloqueando el paso si la corriente circula en sentido contrario, no solo sirve para la circulación de corriente eléctrica sino que este la controla y resiste. Esto hace que el diodo tenga dos posibles posiciones: una a favor de la corriente (polarización directa) y otra en contra de la corriente (polarización inversa).​

Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos.

ESTRUCTURA DEL DIODO

                                                                     

El siguiente vídeo da una explicación clara del funcionamiento del Diodo  semiconductor 

¿Qué es un diodo semiconductor?

El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio.

Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el diodo de germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

Principio de operación de un diodo

El semiconductor tipo N tiene electrones libres (exceso de electrones) y el semiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones). Cuando una tensión positiva se aplica al lado P y una negativa al lado N, los electrones en el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen a través del material P mas allá de los límites del semiconductor.

De igual manera los huecos en el material P son empujados con una tensión negativa al lado del material N y los huecos fluyen a través del material N.

En el caso opuesto, cuando una tensión positiva se aplica al lado N y una negativa al lado P, los electrones en el lado N son empujados al lado N y los huecos del lado P son empujados al lado P. En este caso los electrones en el semiconductor no se mueven y en consecuencia no hay corriente. El diodo se puede hacer trabajar de 2 maneras diferentes:

Polarización directa

Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.

Polarización inversa

Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto.

Nota: El funcionamiento antes mencionado se refiere al diodo ideal, ésto quiere decir que el diodo se toma como un elemento perfecto (como se hace en casi todos los casos), tanto en polarización directa como en polarización inversa.

Aplicaciones del diodo

Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de la más comunes es el proceso de conversión de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador.

Con ayuda del simulador LIVE WIRE realizar el siguiente taller (ver el siguiente tutorial:
https://www.youtube.com/watch?v=2KcAzWteYfY)

Por favor enviar evidencias de este taller al correo japam42@gmail.com