Transistores

Transistores

~

Publicadopor "ENERGV CCNCEPTS, INC. [ElSKOKIE,ILlINOIS60077,U.S.A. ,

Objetivos . IDENTIFICACIONDELAS TERMINALES DEUN TRANSISTOR

Identificar las partes principales de un transistor.

. PRUEBAS DE UN TRANSISTOR

Verificar la condición abierta y de cortocircuito en un transistor usandoun óhmetro.

. TRANSISTORES NPN Y PNP

Identificar transistores NPN y PNP usando un óhmetro.

-;\,:';e~:~::."i"'t

Introducción En 1948, científicos de los Laboratorios Bell descubrieron un disposi tivoque revolucionó la industria electrónica. Este dispositivo es el t ra nsistor,Algunas de las características más sobresalientes de los transistores son:larga vida, no necesita un periódo de precalentamiento (como es el casodel tubo de vacío), opera a tensiones bajas y su costo y tamaño son muyreducidos. Por otro lado, los transistores resisten esfuerzos de vibracióny resistencias mecánicas menores y ellos no operan satisfactoriamente atemperaturas elevadas.

Transistor Dispositivo de estado sólido construído de material semiconductor,normalmente silicio o germanio. Hay junturas NPN y PNP con sus elementos principalesdenominados: emisor, base y colector. Existen tipos especiales de transistores. talescomo los de efecto de campo (FET), unijuntura (UJT), etc.

T-l

EXPERIMENTO 1 Identificación de las terminalesde un transistor

Objetivo del experimento Al completar este experimento, usted podrá:

A. Identificar el emisor, base y colector de un transistor.

Discusión Un transistor tiene tres elementos activos. Estos son el emisor, la base

y el colector. Los transistores tienen diferentes tamaños y formas. LaFigura 1 muestra algunos de los tipos más usuales.

TO-98

TO-5

'"",""

TO-92 TO-220

Figura 1Transistores más comunes

T-3

Experimento 1

Básimanete existen dos tipos de transistores que son NPN y PNP, cuyossímbolos se muestran en la Figura 2. Observe en ellos la base, el emisory el colector. La dirección de las flechas del emisor nos indica si eltransistor es NPN o PNP.

BASE

COLECTOR

EMISOR

BASE

NPN PNP

Figura 2Símbolos esquemáticos de los transistores NPN y PNP

El emisor entrega electrones. La base sirve como un punto de con trol parala circulación de electrones. Una pequeña corriente de base genera unacirculación desde el emisor hacia la base y el colector. Esto significa queuna pequeña corriente de base controla una corriente de emisor y colectormás grande.

La construcción de los transistores NPN y PNP conlleva unprocedimiento bien definido. Los materiales semiconductores estánpegados en forma de sandwich, tal como lo muestra la Figura 3.

Base El elemento interior de un transistor. La base controla la acción del transistor.Emisor Uno de los elementos exteriores del transistor. Representado en el símbolo porla línea con flecha.Colector El otro elemento exterior del transistor. En un transistor PNP, el colector estáhecho de material P. En un transistor NPN, éste es de material N.Transistor NPN Transistor bipolar en el cual el material exterior es tipo N, Yel interiores tipo P.Transistor PNP Transistor bipolar consistente de material exterior tipo P e interiortipo N.

T-4

Figura 3Disposición física de los elementos en transistores NPN y PNP

Un transistor NPN consiste de una capa de material tipo P dispuestaentre dos capas de material tipo N. En forma similar, el transistor PNPconsiste de material exterior tipo P e interior tipo N.

Material tipo P Material semiconductor dopado con una pequefta cantidad deimpuerezas receptoras para disminuir el número de electrones activos. Agujeros son losportadores mayoritarios.Material tipo N Material semiconductor dopado con una pequefta cantidad deimpurezas donadoras para agregar electrones activos. Electrones son los portadoresmayoritarios.

T-S

Experimento 1

Práctica o 1. La Figura 4 muestra varios tipos de transistores. Estúdielos antes deseguir adelante.

LA CUBIERTAEXTERIOR ES EL

COLECTOR

~E~C

~~

(:)

(V~

EBC

eECB

1= = al

Figura 4Diferentes tipos de transistores

T.6

o 2. Usando los dibujos de la Figura 4, identifique el emisor, base y colectorde los transistores de la Figura 5. Use las letras E, B YC.

@o,\° °"-/ 'C3C3~1

~ fE)

Figura 5Identificación de componentes de transistores

Preguntas 1. ¿Cuáles son los dos tipos básicos de transistores?

2. Indique los elementos activos de un transistor

3. La flecha del símbolo esquemático del transistor, representa

4. Dibuje el símbolo de un transistor NPN y PNP. Identifique cada uno deellos.

5. Dibuje los dos tipos más comunes de transistores e identifique susterminales.

T-7

EXPERIMENTO 2 , Pruebas de un transistorObjetivo del experimento Al completar este experimento, usted podrá:

A. Probar transistores para determinar su condición abierta o decortocircuito usando un óhmetro.

Material requerido . Multímetro

. Tablero de Experimentos ECI

. Transistor 2N3906 ó Equivalente


Discusión En general, los transistores son elementos muy confiables. Por otro lado,el exceso de tensión, su conexion incorrecta, o un sobre-calentamientopueden dañados. Usted debe verificar la condición de un transistor antesde usado. Si usted no tiene a mano un probador de transistores, puedehacerlo mediante el uso de un óhmetro. Los problemas más usuales sonla de condición abierta y cortocircuito.

Al probar la condición abierta, considere el transistor como dos diodos

unidos físicamente, tal como se presenta en la Figura 6.

B B

E e E e

TRANSISTOR PNP TRANSISTOR NPN

Figura 6Visualización de un transistor como dos diodos unidos físicamente

Como usted sabe, un diodo conduce en condición de polarización directa.Contrariamente, éste no conduce si existe polarización inversa. Esteexperimento describe el uso de un óhmetro para verificar las condicionesabiertas y de cortocircuito en un transistor.

T-9

Experimento 2

Práctica A. O 1. NOTA: Use los rangos XlO y XlOOdel6hmetro. El usar el rango Xl del6hmetro puede causar el deterioro del transistor.

Use el transistor 2N3906 y uno 2N39040 un substituto en esta parte delexperimento. Use la escala Ohms del mulúmetro y seleccione el rangoXIO o más alto. Ponga las puntas de prueba del6hmetro en los terminalesdel emisor y base del transistor, tal como se muestra en la Figura 7.

E:J000O

Ó

----

b

Figura 7Prueba de emisor a base

o 2. En la prueba del emisor a base use el transistor 2N3904 y mida laresistencia directa e inversa. Anote los valores en la Tabla 1.

Tabla 1Lecturas de resistencia directa e inversa

2N3904

T-IO

o 3. Mida la resistencia directa e inversa de base a colector, tal como se ve enla Figura 8. Anote los valores en la Tabla 1.

E::JO c:::J O

O

Ó be

Figura 8Prueba de base a colector

o 4. Efectue la prueba de emisor a colector, tal como se indica en la Figura 9.Anote los valores en la Tabla 1.

E::JO c:::J O

O

6 b

Figura 9Prueba emisor a colector

o 5. Repita los pasos del 2 al 4 usando un transistor 2N3904 o equivalente.

T-ll

Experimento 2

o 6. Usando la Tabla 1, compare la resistencia inversa y directa de emisor abase.

Si el transistor está en buenas condiciones, la resistencia en una direccióndebe ser baja yen la otra alta. Si ambas resistencias son bajas, el transistorestá cortocircuitado.

o 7. Usando la Tabla 1, compare las lecturas de base a colector.

o 8. Compare las mediciones emisor-colector en la Tabla 1. Las lecturasdeben ser altas en ambas direcciones. Si la resistencia es baja en ambasdirecciones, el transistor está cortocircuitado.

o 9. Si estima necesario,verifique las mediciones que presentan problemasoconsulte con su profesor.

Preguntas 1. ¿Cuáles son los problemas más usuales de un transistor.

2. En caso de no tener un probador de transistores, ¿Qué puede usar paraprobar un transistor?

3. Con polarización inversa, un diodo.Con polarización directa, un diodo

corriente.corriente.

4. Al probar un transistor, el dispositivo se puede considerar como

5 . Un diodo de polarización directa tiene una resistencia

Con polarización inversa tiene una resistencia

T-12

EXPERIMENTO 3 Transistores NPN Y PNPObjetivo del experimento Al completar este experimento, usted podrá:

A. Determinar si un transistor es NPN o PNP, usando un óhmetro.

Material requerido . Multímetro

. Tablero de Experimentos ECI



Discusión Como usted sabe, existen dos tipos de transistores. Estos sondenominados NPN y PNP, normalmente, éstos no pueden identificarsemediante simple observación. El tipo de transistor puede identificarsemediante el uso de un óhmetro.

La Figura 10 muestra un óhmetro en su forma más simple. El elementobásico de medición M1 está conectado en serie con la fuente de tensiónEs Y una resistencia limitadora R. Cualquier dispositivo que se conecteentre los terminales completará un circuito. Note que los terminalestienen una polaridad definida por la fuente interna. Esta polaridad esusada para identificar la condición directa o inversa al probar una junturaPN.

R

COMPONENTE

Es

-1' J +.

Figura10Circuito básico de un óhmetro

T-13

-

Experimento 3

Una polarización directa se obtiene al poner el punto de pruebas positivoen el material tipo P y el negativo en el tipo N. Esta condición es de bajaresistencia y se muestra en la Figura 11. La condición opuesta determinauna polarización inversa, tal como se muestra en la Figura 12.

~01 p N 10~

:O~RIENT~ CORRIENTE1 +

Figura 11Juntura PN en polarización directa

-----.

~0~ ~G~NO HAY

CIRCULACION +

+NO HAY

CIRCULACION

Figura 12Juntura PN en polarización inversa

En resumen, se puede decir que la polaridad del óhmetro sirve paraidentificar el tipo de material, es decir tipo PoN. --

NOTA: Verifique el manual de instrucción del multímetropara identificar la polaridad del mismo, dado que el colorrojo y negro no siempre equivale a + y -.

T-14

--- --

Práctica o 1. Identifique las terminales de sus transistores 2N3906 y 2N3904 óequivalente.

o 2. Usando el transistor 2N3906, conecte la terminal positiva del óhmetro enla base y la negativa en el emisor. Anote el valor leído en el espaciocorrespondiente de la Figura 13.

Figura 13Medición de la resistencia de un transistor PNP en polarizacióndirecta

o 3. Invierta los terminales y mida la resistencia. Anote el valor en el espaciocorrespondiente de la Figura 14.

Figura 14Medición de la resistencia de un transistor PNP en polarizaciónInversa

T-15

--- - - --- -

r

PRUEBA #1

OHMS

2 N3906111

O c::J OO

6 b+-oo JI1 _11 11 11

e

Experimento 3

T-16

- --

o 4. ¿Cuál prueba corresponde a condición de polarización directa: Prueba 1ó Prueba 2?

Recuerde que cuando un diodo está en condición de polarización directa,la resistencia es baja. La punta de prueba positiva se conecta a P y lanegativa a N.

En el caso que se analiza, la polarización es directa. La terminal deprueba se conectó al (emisor, base). Enconsecuencia, el transistor 2N3906 en un transistor (NPN,PNP).

o 5. Use igual procedimiento con el transistor 2N3904. Anote el valor de laresistencia en la Figura 15.

E:JO CJ O

O

6+-

00

PRUEBA #1

OHMS

2 N3904

be

Figura 15Medición de la resistencia de un transistor NPN en polarizacióndirecta

o 6. Invierta las terminales como se muestra en la Figura 16. Anote el valormedido.

Figura 16Medición de la resistencia de un transistor NPN en polarizaciónInversa

o 7. Lajuntura tiene polarización directa si el terminal positivo está conectadoa (emisor, base) y el negativo al (emisor,base). El transistor 2N3904 es tipo (PNP, NPN).

Preguntas 1. ¿Qué debe conocerse acerca del 6hmetro antes de probar un transistor?

2. En condición de polarización inversa, el terminal positivo del óhmetroestá conectado al

3. En polarización inversa, el negativo está conectado al

4. Una polarización inversa indicará unaresistencia.

5. Explique las condiciones de polarización directa

T-17

---

11;;PRUEBA #2

OHMS

2 N3904111

O t::1 OO

+9 b00 111 . I IC

Aprendizaje

Aprendizaje Usando el listado siguiente, verifique sus aptitudes obtenidas en estecapítulo.

Usted deberá ser capaz de:

o 1. Identificar la base, emisor y colector de un transistor.

o 2. Identificar varios tipos de transistores.

o 3. Enumerar varias ventajas y desventajas de los transistores.

o 4. Probar un transistor.

o 5. Diferenciar un transistor NPN de uno PNP.

o 6. Describir los elementos componentes de un transistor.

Cuestionario 1. Los dos tipos básicos de transistores son

A. PNP YPNN.B. PNP YNPN.C. NNP y NPN.D. NPP YNPN

2. Los elementos activos de un transistor son

A. colector y base.B. colector y emisor.C. base y emisor.D. colector, base y emisor.

3. En un transistor, una pequeña corriente decorriente mayor.

controla una

A. baseB. colectorC. emisorD. terminal

4. Un transistor NPN consiste de

A. un material tipo P entre dos capas de material tipo P.B. una capa de material tipo N entre dos capas N.C. una capa N entre dos capas P.D. una capa P entre dos capas N.

T-18

- --

5. Un problema común en transistores es

A. su condición de vacío.B. un cortocircuito.C. el rango del óhmetro.D. nada de lo anterior.

6. Los transistores son

A. confiables, pero destructibles.B. confiables e indestructibles.C. no confiables.D. obsoletos.

7. Si la resistencia emisor-base directa e inversa es baja, entonces eltransistor

A. está bueno.B. está funcionando.C. está cortocircuitado.D. está abierto.

8. Cuando un diodo está con polarización directa, éste posee

A. resistencia directa.B. alta resistencia.C. baja resistencia.D. resistencia inversa.

9. La siguiente característica de un óhmetro se puede usar para identificarlos terminales P o N de un transistor.

~A. Su polaridadB. Sus funcionesC. Su indicadorD. Su fuente interna

T-19

-

Education

Transistores