Tiempos del trasnsistor

EL TRANSISTOR COMO CONMUTADOR

INTRODUCCIÓN
1.- EL INTERRUPTOR A TRANSISTOR
Un circuito básico a transistor como el ilustrado en la Figura 1 a), conforma un
circuito inversor; es decir que su salida es de bajo nivel cuando la señal de entrada
es alta y viceversa.
El mismo está calculado de manera que el transistor esté en la zona de corte
(punto B) o saturación (punto A), Figura 1 d), dependiendosi el valor de la función de
entrada vale 0 ó +V, respectivamente. Trabajando de esta manera el transistor se
comporta como un interruptor controlado, realizando transiciones entre la
saturación y el corte.
Se observa que el interruptor está controlado por la corriente de base: Cuando
el transistor está al corte no fluye corriente y el interruptor está abierto (Figura 1c),
cuando el transistorestá saturado fluye la máxima corriente de colector y el
interruptor está cerrado (Figura 1b).
Vcc

Rc

C

+V

Vcc

Vcc

Rc

IC

Rc
A

C

VE
R1

C

C

E

E

E

R2

a)

VCE

B

b)

c)

d)

Figura 1: Circuito de conmutación básico: a) Configuración. b) Llave cerrada
(punto A). c) llave abierta (punto B). d) Recta de carga y puntos de
funcionamiento.
1.1 Tiempos de conmutación del transistor
En laFigura 2 se representa la respuesta del transistor del circuito de la Figura
1 cuando se aplica a su entrada un impulso rectangular.
Desde el instante en que la tensión aplicada en el borne VE pasa del valor 0 a
+V, hasta que la intensidad de colector alcanza el 90% de su valor final Ics, y el
transistor llega a la saturación, se observa que transcurre un cierto tiempo llamado
ton. Igualmente, desdeel momento en que la tensión en el borne VE pasa del valor +V
a 0 hasta que la intensidad del colector alcanza el 10% de Ics transcurre un tiempo
llamado toff. Siendo ton el tiempo de conmutación del estado de corte al de saturación
o tiempo de encendido, mientras que a toff se lo denomina tiempo de conmutación del
estado de saturación al corte, o tiempo de corte o apagado.
UNSJ- ELO I- Eltransistor como conmutador
1

Tiempo de retardo: td (delay time): Intervalo de tiempo entre el punto
correspondiente al instante de aplicación de la señal de entrada y el punto en que la
señal de salida toma el 10% de su valor final.
Este tiempo de retraso se debe, principalmente a dos factores:
1.- Cuando un transistor actúa como conmutador, se lo polariza inversamente
para llevarlo al corte, con locual la capacidad de la juntura base-emisor se carga a
ese valor de tensión negativa; por tal razón para pasarlo a la conducción (saturación)
se necesita de cierto tiempo para descargar y cargar ese condensador. A mayor valor
de polarización inversa mayor será ese retardo.
2.- Se requiere de cierto tiempo para que la corriente de emisor se difunda a
través de la región de la base.

VE

+V
0

tensiónde entrada

to

t1

t

corriente de colector

Figura 2: Tiempos de conmutación del transistor
Tiempo de subida o crecimiento: tr (rise time): Intervalo de tiempo entre
los puntos correspondientes al 10 y 90% de la forma de onda ascendente de la
corriente de colector.
El tiempo de crecimiento es una función de la frecuencia de corte alfa, f; y
también depende inversamente de la cantidad decorriente de apertura; mientras
mayor sea la corriente de apertura, menor será el tiempo de crecimiento.
Tiempo de almacenamiento: ts (storage time): Intervalo de tiempo entre
el instante en que la tensión de entrada comienza el descenso y el punto
correspondiente al 90% de la forma de onda descendente de la corriente de colector.
El tiempo de almacenamiento es una función de hfe, y de las corrientes deapertura y
cierre.
La no respuesta del transistor durante el tiempo ts a la anulación de la
excitación, se debe a que el transistor en saturación tiene una carga en exceso de
portadores minoritarios almacenados en la base. El transistor no puede responder
hasta que ese exceso de carga de saturación se haya eliminado. En el caso extremo
este tiempo ts puede ser de dos a tres veces el tiempo de...