Los transistores de unión Bipolar (también conocidos como BJT) se pueden usar como un amplificador, filtro, rectificador, oscilador o incluso un interruptor, que cubrimos un ejemplo en la primera sección. El transistor funcionará como un amplificador u otro circuito lineal si el transistor está sesgado en la región lineal. El transistor se puede usar como un interruptor si está sesgado en las regiones de saturación y corte., Esto permite que la corriente fluya (o no) en otras partes de un circuito.
debido a que la corriente del colector de un transistor está limitada proporcionalmente por su corriente base, se puede usar como una especie de interruptor controlado por corriente. Un flujo relativamente pequeño de electrones enviados a través de la base del transistor tiene la capacidad de ejercer control sobre un flujo mucho mayor de electrones a través del colector.
usando un BJT como Interruptor: un ejemplo
supongamos que teníamos una lámpara que queríamos encender y apagar con un interruptor. Tal circuito sería extremadamente simple, como en la figura a continuación (a).,
por el bien de la ilustración, vamos a insertar un transistor en lugar del interruptor para mostrar cómo puede controlar el flujo de electrones a través de la lámpara. Recuerde que la corriente controlada a través de un transistor debe ir entre el colector y el emisor.
dado que es la corriente a través de la lámpara lo que queremos controlar, debemos colocar el colector y el emisor de nuestro transistor donde estaban los dos contactos del interruptor., También debemos asegurarnos de que la corriente de la lámpara se mueva en contra de la dirección del símbolo de flecha del emisor para garantizar que el sesgo de unión del transistor sea correcto como en la figura a continuación (b).
(a) interruptor mecánico, (B) interruptor de transistor NPN, (c) Interruptor de transistor PNP.
también se podría haber elegido un transistor PNP para el trabajo. Su aplicación se muestra en la figura anterior (c).
la elección entre NPN y PNP es realmente arbitraria., Todo lo que importa es que las direcciones actuales adecuadas se mantengan para el bien de un correcto sesgo de unión (el flujo de electrones va contra la flecha del símbolo del transistor).
en las figuras anteriores, la base de cualquiera de los dos BJT no está conectada a un voltaje adecuado, y no hay corriente que fluya a través de la base. En consecuencia, el transistor no puede encenderse. Tal vez, lo más simple sería conectar un interruptor entre los cables base y colector del transistor como en la figura (a) a continuación.
Transistor: (a) corte, lámpara apagada; (B) saturado, lámpara encendida.,
corte vs Transistores saturados
Si el interruptor está abierto como en la figura (a), el cable base del transistor quedará «flotante» (no conectado a nada) y no habrá corriente a través de él. En este estado, se dice que el transistor está cortado.
si el interruptor está cerrado como en la Figura (b), La corriente podrá fluir desde la base al emisor del transistor a través del interruptor. Esta corriente base permitirá un flujo de corriente mucho mayor desde el colector hasta el emisor, iluminando así la lámpara., En este estado de corriente máxima del circuito, se dice que el transistor está saturado.
Por supuesto, puede parecer inútil utilizar un transistor en esta capacidad para controlar la lámpara. Un interruptor regular bastará la función en lugar de un transistor.
¿por qué usar un Transistor para controlar la corriente?
Se pueden hacer dos observaciones aquí. El primero es el hecho de que cuando se usa de esta manera, los contactos del interruptor solo necesitan manejar la poca corriente de base necesaria para encender el transistor; el transistor en sí maneja la mayor parte de la corriente de la lámpara., Esto puede ser una ventaja importante si el interruptor tiene una calificación de corriente baja: se puede usar un interruptor pequeño para controlar una carga de corriente relativamente alta.
más importante aún, el comportamiento de control de corriente del transistor nos permite usar algo completamente diferente para encender o apagar la lámpara. Considere la figura a continuación, donde un par de células solares proporciona 1 V para superar el voltaje del emisor base de 0.7 V del transistor para causar el flujo de corriente base, que a su vez controla la lámpara.
la célula Solar sirve como sensor de luz.,
O, podríamos usar un termopar (muchos conectados en serie) para proporcionar la corriente base necesaria para encender el transistor en la figura a continuación.
un único termopar proporciona menos de 40 mV. Muchos en serie podrían producir en exceso del transistor 0.7 V VBE para causar flujo de corriente base y la consiguiente corriente del colector a la lámpara.,
incluso un micrófono (ver la figura a continuación) con suficiente voltaje y corriente (de un amplificador) podría encender el transistor, siempre que su salida se rectifique de CA A CC para que la unión PN de la base del emisor dentro del transistor siempre esté sesgada hacia adelante:
la señal de micrófono amplificado se rectifique A CC para sesgar la base del transistor proporcionando una corriente de colector más grande.
el punto debería ser bastante evidente por ahora., Se puede utilizar cualquier fuente suficiente de corriente continua para encender el transistor, y esa fuente de corriente solo necesita ser una fracción de la corriente necesaria para energizar la lámpara.
Aquí vemos el transistor funcionando no solo como un interruptor, sino como un verdadero amplificador: usando una señal de potencia relativamente baja para controlar una cantidad relativamente grande de potencia. Tenga en cuenta que la potencia real para encender la lámpara proviene de la batería a la derecha del esquema., No es como si la pequeña corriente de señal de la célula solar, termopar o micrófono se está transformando mágicamente en una mayor cantidad de energía. Más bien, esas pequeñas fuentes de energía simplemente controlan la energía de la batería para encender la lámpara.
el BJT como revisión del interruptor:
- Los transistores se pueden utilizar como elementos de conmutación para controlar la alimentación de CC a una carga. La corriente conmutada (controlada) va entre el emisor y el colector; la corriente de control va entre el emisor y la base.,
- Cuando un transistor tiene corriente cero a través de él, se dice que está en un estado de corte (completamente no conductor).
- Cuando un transistor tiene corriente máxima a través de él, se dice que está en un estado de saturación (completamente conductor).
hoja de trabajo relacionada:
- Hoja de trabajo de transistores de unión bipolares como interruptores