Transistores en circuitos de conmutación

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TRANSISTORES EN CIRCUITOS DE CONMUTACIÓN
Muchas veces se presenta la difícil situación de manejar corrientes o tensiones más grandes que las que entrega un circuito digital, y entonces nos disponemos al uso de transistores, el tema es hacer que estos trabajen en modo corte y saturación sin estados intermedios, es decir que cambien su estado de plena conducción a un profundo corte, y eso es loque veremos en este pequeño tutorial.

Los transistores a utilizar en estos casos deben tener la suficiente ganancia para que la onda cuadrada, aplicada en su entrada (Base), no sufra ninguna deformación en la salida (Colector o Emisor), o sea que conserve perfecta simetría y sus flancos ascendente y descendente se mantengan bien verticales.

La corriente máxima que puede circular de colector aemisor está limitada por la tensión de polarización de Base y el Resistor o la carga del colector.
Polarización de un transistor NPN como Emisor Común
En este caso el emisor está conectado a masa, se dice que este terminal es común a la señal de base y de colector. El utilizado en este caso un BC547 y estos son algunos de sus datos:
* Tensión Base-Colector (VCBO) = 50 V
* Corriente deColector (Ic) = 100mA = 0,1A

Cuando la base de Q1 se polariza positivamente, éste conduce la máxima corriente, que le permite Rc.

Rc es la resistencia de carga, que bien podría ser un LED, un relé, etc.

Ic = E/R = 12V / 2200 = 0,0054 = 5,4 mA
Ib = E/R = 12V / 10000 = 0,0012 = 1,2 mA
Es decir la corriente total Colector-Emisor es 6,6mA.

Conexión como seguidor emisivo:

En estasituación se toma la señal de salida desde el Emisor donde se encuentra la Resistencia de carga, observa que este esquema comparado al anterior tiene la misma fase de salida que la de entrada.

También hay casos en que necesitas que el transistor esté conduciendo permanentemente (estado de saturación) y que pase al corte ante la presencia de un pulso eléctrico, esto sería lo inverso de lo vistoanteriormente, para lograr esto, los circuitos anteriores quedan como están y sólo se reemplazan los transistores por los complementarios, o sea donde hay un NPN se conecta un PNP.

Cuando la señal es negativa:

En ocasiones se da el caso en que las señales lógicas recibidas son negativas o de nivel bajo, para entonces se puede utilizar un transistor PNP, por ejemplo: el BC557, que escomplementario del BC547, para conseguir los mismos resultados. En la siguiente figura se representa esta condición, es decir, un acoplamiento con transistor PNP.

Análisis para la conexión de un RELE:

El diodo en paralelo con la bobina del relé cumple la función de absorber las tensiones que se generan en todos los circuitos inductivos.

Si la bobina del relé tiene 50 Ohm de resistencia y funciona a12 V, puedes calcular el consumo de corriente que tiene el relé, para así saber que transistor utilizar:

Ic = E/R = 12V / 50 = 0,24 = 240 Ma

Con este resultado no se puede utilizar el BC547, cuya corriente máxima es de 100mA, pero si lo puede hacer un BC337, es conveniente no superar el 50% de la corriente que entregan los transistores.

Ahora bien, si la señal que se aplique a la base deltransistor tiene la suficiente amplitud (tensión) y suficiente intensidad (Amper), no habrá dificultad y la corriente de base también será suficiente para saturar el transistor, que conmutará en forma efectiva el relé.

Montajes Darlington:

En esta conexión se utiliza un BC337 (NPN) el cual si soporta los 240mA que se necesitaba anteriormente, pero además un transistor de baja potencia comoel BC547 (NPN).
En este tipo de montajes, hay que lograr previamente una ganancia en corriente y esta corriente aplicarla a la base del BC337, esta es la finalidad del montaje en Darlington.

En este circuito el Transistor BC337 es el que recibe la carga del relé y el BC547 solamente soporta la corriente de base del BC337, además la ganancia se multiplica sin cargar la salida del componente...
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