El Transistor Como Interruptor

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Unidad profesional “CULHUACÁN”. “CULHUACÁN”. Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. Practica No. 1 “El transistor como interruptor”. Alumnos: Nava Hernández Omar  Montiel Flores Erick Daniel Grupo: 6EV2 Profesor: Núñez Pérez Sergio

Fecha de Entrega: 01/03/2011

EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR  INTRODUCCIÓN Cuando un transistor se utiliza como interruptor o switch, la corriente de base debe tener un valor   para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturación Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima (prácticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) máximo (casi igual al voltaje de alimentación). Ver la zona amarilla en la figura 1. Un transistor en saturación tiene una corriente de colector (Ic) máxima y un voltaje colector emisor  (VCE) casi nulo (cero voltios). Ver zona en verde en la figura 1. Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser bajo o mejor  aún, cero. Para lograr que el transistor entre en saturación, el valor de la corriente de base debe calcularse dependiendo de la carga que se esté operando entre encendido y apagado (funcionamiento de interruptor)

Figura 1. Zonas de corte y saturación de un transistor Si se conoce cual es la corriente que necesita la carga para activarse (se supone un foco), se tiene el valor de corriente que habrá de conducir el transistor cuando este en saturación y con el valor de la fuente de alimentación del circuito, se puede obtener la recta de carga. Ver gráfico anterior.

Esta recta de carga confirma que para que el transistor funcione en saturación, Ic debe ser  máximo y VCE mínimo y para que esté en corte, Ic debe ser el mínimo y VCE el máximo.

MATERIAL • • • • •

2 transistores 2N2222 (NPN) 2 resistores 220 Ω 2 resistores 330 Ω 2 diodos LED Multimetro digital

DESARROLLO Para comenzar con la práctica, se pretende construir 2 circuitos los cuales están hachos a  base de Transistores NPN y cuya configuración es la de un interruptor. El objetivo es medir  y observar el voltaje mínimo que se requiere ingresar a la base para hacer que la corriente fluya y accione la carga.

Figura 2. (A) Transistor NPN configurado como interruptor, (B) Transistor NPN configurado como interruptor con voltaje opuesto. Para la construcción del circuito A se genero en un protoboard el cual se alimento de una fuente regulable de 0 a 24 volts de corriente directa con un voltaje fijo en ambos colectores de 5V, Vc = 5V. Se ingresó un voltaje regulable, comenzando desde 0, con el fin de identificar a que voltaje comenzaba a conducir y encender  el diodo y así poder determinar el voltaje mínimo en la base con la cual se puede switchear la carga.

TABLA 1 (CIRUITO A) Voltaje en la Base

Voltaje de Colector

0V 0.8V

5V 5V

Vin > 1V

5V

Intensidad de carga (LED) Sin conducción Comienza a conducir   Intensidad constante (encendido)

Para la construcción del circuito A se genero en un protoboard el cual se alimento de una fuente regulable de 0 a 24 volts de corriente directa con un voltaje fijo en ambos colectores de 5V, Vc = 5V.

Se ingresó un voltaje negativo de -2V; -VB=2V, y un voltaje regulable Vin, comenzando desde 0, con el fin de identificar a que voltaje comenzaba a conducir y encender el diodo y así poder determinar el voltaje mínimo en la base con la cual se puede switchear la carga que por lógica, será mucho mayor al del primer circuito ya que tendremos que luchar contra el voltaje negativo de 2V que se opone al voltaje de base.

TABLA 2 (CIRUITO B) Voltaje en la Base

Voltaje de Colector

Voltaje negativo

Intensidad de carga (LED)

0V 4.55V Vin > 4.7V

5V 5V 5V

-2 V -2 V -2 V

Sin conducción Comienza a conducir   Intensidad constante (encendido)