El transistor como Interruptor

Cuando utilizamos el transistor comoun amplificador de sealde CA, se aplica elvoltaje de polarizacina labase del transistorde tal manera que siempreoperadentro de su reginactiva", es decirlas caractersticas de las curvas usadas de la parte lineal de la salida. Sin embargo,tanto el transistor bipolar tipoNPNytipo PNP pueden hacer operar "Encendido/apagado"como losinterruptores de estado slidopolarizandola base delos transistoresde manera diferentea la de unamplificador de seal.Los interruptores de estado slido son una de las principales aplicaciones para el uso de los transistores, y los interruptores de transistor se pueden utilizar para controlar dispositivos de alta potencia, tales como motores, solenoides o lmparas, pero tambin pueden utilizado en la electrnica digital y circuitos de compuertas lgicas.Si el circuito utiliza el transistor bipolar como un interruptor, entonces la polarizacin del transistor, NPN o PNP est dispuesta para operar el transistor a ambos lados de las "I-V", curvas caractersticas que hemos visto anteriormente.Las reas de operacin de un conmutador de transistor que se conoce como la regin de saturacin y de la Regin de Corte. Esto significa entonces que podemos ignorar los circuitos de funcionamiento del punto Q de polarizacin y divisor de tensin necesaria para la amplificacin, y utilizar el transistor como un interruptor de la conduccin hacia atrs y adelante entre su "totalmente- apagado" (corte) y la "integracin global en (saturacin) regiones ", como se muestra a continuacin.Regiones de operacin

El rea sombreada de color rosa en la parte inferior de las curvas representa la regin de "corte", mientras que la zona azul a la izquierda representa la regin "saturacin" del transistor. Ambas regiones del transistor se definen como: 1. Regin de corteAqu las condiciones de funcionamiento del transistor son cero de la corriente de base de entrada (IB), corriente cero colector de salida (IC) y la tensin de colector mxima (VCE) lo que resulta en una gran capa de agotamiento y ninguna corriente fluye a travs del dispositivo. Por tanto, el transistor cambia a "totalmente apagado". Caractersticas de corte

La entrada y Base estn conectados a tierra (0 V) La tensin base-emisor VBE 0.7v e IC = mximo. Para un transistor PNP, el potencial del emisor debe ser positivo con respecto a la base. Entonces el transistor funciona como un (SPST) Detector de estado slido "-un solo tiro de un solo polo". Con una seal de cero se aplica a la base del transistor se convierte en "OFF", actuando como un interruptor abierto y fluye la corriente de colector cero. Con una seal positiva aplicada a la base del transistor se convierte en "ON" actuar como un interruptor cerrado y la corriente mxima del circuito fluye a travs del dispositivo.Un ejemplo de un transistor NPN como un interruptor que se utiliza para hacer funcionar un rel es la siguiente. Con cargas inductivas tales como rels o solenoides un diodo volante est colocado a travs de la carga para disipar la fuerza contra electromotriz generada por la carga inductiva cuando el transistor conmuta "OFF", y as proteger el transistor de daos. Si la carga es de un muy alto naturaleza corriente o de tensin, tales como motores, calentadores, etc, entonces la corriente de carga puede ser controlado a travs de un rel adecuado como se muestra.

Circuito bsico del transistor NPN como interruptor

El circuito se asemeja a la del circuito de emisor comn que vimos en los tutoriales anteriores. La diferencia esta vez es que para operar el transistor como un interruptor del transistor debe ser activado ya sea totalmente "OFF" (lnea de corte) o totalmente "ON" (saturadas). Un conmutador ideal transistor tendra resistencia del circuito infinito entre el colector y el emisor cuando se enciende "totalmente-OFF", resultando en cero de la corriente que fluye a travs de l y resistencia cero entre el colector y el emisor cuando se enciende "totalmente-ON", lo que resulta en el flujo de corriente mxima.En la prctica, cuando el transistor est en posicin "OFF", las corrientes de fuga pequeas fluyen a travs del transistor y cuando est completamente "ON", el dispositivo tiene un bajo valor de resistencia que causa una pequea tensin de saturacin (VCE) a travs de ella. A pesar de que el transistor no es un interruptor perfecto, en las regiones tanto el corte y saturacin la potencia disipada por el transistor est en su mnimo.A fin de que la corriente de base al flujo, el terminal de entrada Base debe ser ms positiva que la del emisor mediante el aumento por encima de los 0,7 voltios necesarios para un dispositivo de silicio. Mediante la variacin de esta tensin base-emisor VBE, la corriente de base tambin se altera y que a su vez controla la cantidad de corriente que fluye a travs del colector del transistor como se discuti previamente. Cuando fluye corriente mxima de colector del transistor se dice que est saturada. El valor de la resistencia de base determina la cantidad de tensin que se requiere y la corriente de base correspondiente de entrada para cambiar el transistor totalmente "ON".Transistor como interruptor Ejemplo No1 Utilizando los valores de transistores de los tutoriales anteriores de: = 200, Ic = 4 mA y Ib = 20uA, encontrar el valor de la resistencia de base (Rb) se requiere para cambiar la carga mxima "ON" cuando la tensin en los bornes de entrada excede 2.5v.

El valor siguiente ms baja preferido es: 82k, esto garantiza el interruptor de transistor est siempre saturado. Transistor como interruptor Ejemplo No2 Una vez ms utilizando los mismos valores, encontrar el mnimo de corriente base requerida para encender el transistor "totalmente-ON" (saturado) para una carga que requiere 200mA de corriente cuando la tensin de entrada se incrementa a 5.0V. Tambin calcular el nuevo valor de Rb. Corriente de la base del transistor:

Resistencia de la base del transistor:

Interruptores de transistores se utilizan para una amplia variedad de aplicaciones tales como la interconexin de grandes dispositivos de tensin de corriente o alta como motores, rels o lmparas de bajo voltaje digital de lgica IC de puertas o como AND gates o puertas OR. Aqu, la salida de una puerta lgica digital es slo + 5v pero el dispositivo a controlar pueden requerir un suministro de 12 o incluso 24 voltios. O puede que tenga que tener su velocidad controlada mediante una serie de pulsos (Pulse Width Modulation) de la carga, como un motor de CC. interruptores de transistor nos permitirn hacer esto ms rpido y ms fcilmente que con los interruptores mecnicos convencionales. Interruptor digital Lgico Transistor

La resistencia de base, Rb es necesaria para limitar la corriente de salida de la puerta lgica.Transistor PNP como interruptorTambin podemos utilizar los transistores PNP como un interruptor, la diferencia esta vez es que la carga est conectado a tierra (0v) y el transistor PNP cambia la potencia a la misma. Para activar el transistor PNP funciona como un interruptor de "ON", el terminal de base est conectada a tierra o cero voltios (bajo) como se muestra. Circuito de Transistor PNP como interruptor

Las ecuaciones para el clculo de la resistencia de base, la corriente y tensiones de colector son exactamente los mismos que para el interruptor de transistor NPN anterior. La diferencia esta vez es que estamos cambiando el poder con un transistor PNP (corriente de alimentacin) en lugar de cambiar de tierra con un transistor NPN (actual hundimiento). Interruptor Darlington Transistor A veces la ganancia de corriente del transistor bipolar DC es demasiado bajo para cambiar directamente la corriente de carga o tensin, por lo que se utilizan mltiples transistores de conmutacin. Aqu, un pequeo transistor de entrada se utiliza para cambiar "ON" u "OFF" un transistor de salida de manejo de corriente mucho mayor. Para maximizar la ganancia de la seal, los dos transistores estn conectados en una "configuracin Compounding Complementaria Gain" o lo que es ms comnmente llamado un "Configuracin Darlington", fueron el factor de amplificacin es el producto de los dos transistores individuales.Transistores Darlington simplemente contiene dos transistores NPN o PNP bipolares de tipo individuales conectados juntos de modo que la ganancia de corriente del primer transistor se multiplica con la de la ganancia de corriente del segundo transistor para producir un dispositivo que acta como un solo transistor con una corriente muy alto ganar para una corriente de base mucho ms pequea. La ganancia de corriente global Beta () y HFE Valor de un dispositivo de Darlington es el producto de las dos ganancias individuales de los transistores y se da como:

As Transistores de Darlington con los valores de muy altas y altas corrientes de colector son posible en comparacin con un nico conmutador de transistor. Por ejemplo, si el primer transistor de entrada tiene una ganancia de corriente de 100 y el segundo transistor de conmutacin tiene una ganancia de corriente de 50 a continuacin, la ganancia de corriente total ser de 100 x 50 = 5000 se les da un ejemplo de los dos tipos bsicos de transistor Darlington a continuacin. Darlington Transistor Configuraciones

La configuracin de interruptor de transistor NPN Darlington anterior muestra los colectores de los dos transistores conectados junto con el emisor del primer transistor conectado a la terminal de base del segundo transistor, por lo tanto, la corriente de emisor del primer transistor se convierte en la corriente de base del segundo transistor de conmutacin "ON". El primer transistor o "entrada" recibe la seal de entrada a su base. Este transistor amplifica en la forma habitual y lo utiliza para conducir los segundos transistores ms grandes "salida". El segundo transistor amplifica la seal otra vez resulta en una muy alta ganancia de corriente. Una de las principales caractersticas de Transistores de Darlington es su alto ganancias actuales en comparacin con los transistores bipolares individuales.Adems de sus capacidades de conmutacin de corriente y tensin elevadas aumento, otra de las ventajas de un "conmutador Darlington Transistor" est en su alta velocidad de conmutacin que las hace ideales para su uso en circuitos inversores, circuitos de iluminacin y de motor o de control de motor paso a paso las aplicaciones de CC. Una diferencia a considerar cuando se utiliza transistores Darlington en los tipos individuales bipolares convencionales cuando se utiliza el transistor como interruptor es que la tensin de entrada base-emisor (VBE) debe ser mayor a 1.4V aprox para dispositivos de silicio, debido a la conexin en serie de las dos uniones PN.Transistor como interruptor Resumen Luego de resumir cuando se utiliza un transistor como un interruptor se aplican las siguientes condiciones: Interruptores de transistor se pueden utilizar para cambiar y lmparas, rels o incluso motores de control. Cuando se utiliza el transistor bipolar como interruptor deben ser "totalmente-OFF" o "totalmente-ON". Los transistores que son totalmente "ON" se dice que estn en su regin de saturacin. Los transistores que son totalmente "OFF" se dice que estn en su regin de corte. Cuando se utiliza el transistor como un interruptor, una pequea corriente de base controla una corriente de carga de colector mucho ms grande. Cuando se utilizan transistores para conmutar cargas inductivas tales como rels y solenoides, se utiliza un "diodo". Cuando grandes corrientes o tensiones necesitan ser controlados, Transistores de Darlington se puede utilizar. En el siguiente tutorial sobre Transistores, vamos a ver el funcionamiento del transistor de efecto de campo de unin conocida comnmente como un JFET. Tambin vamos a trazar las caractersticas de salida curvas comnmente asociados con circuitos amplificadores JFET como una funcin del voltaje de la fuente de tensin de Gate.