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Transistor y
Elementos PNPN
Mtro. Romeo Altúzar Meza
Transistor
La palabra Transistor viene de
Transfer Resistor o resistencia de
transferencia, es un elemento que se
comporta como una resistencia
variable que depende de una señal
eléctrica de control, entonces al
cambiar el valor de la señal de
control cambia la cantidad de
corriente que pasa por el transistor.
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Funciones del Transistor
Un transistor es un componente que
tiene, básicamente, dos funciones:
- Deja pasar o corta señales
eléctricas a partir de una
PEQUEÑA señal de mando.
- Funciona como un elemento
AMPLIFICADOR de señales
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Tipos de Transistores
Hay dos clases
transistores:
principales
de
 Bipolares
(BJT)(Bipolar
Junction Transistor).
 Efecto de campo (FET)(Field
Effect Transistor)
En los transistores BJT la señal de
control es una corriente y en los FET
es un voltaje.
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Transistor Bipolar
Junction Transistor BJT
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Transistor BJT
Consta
de
tres
cristales
semiconductores (usualmente de
silicio) unidos entre sí.
Según como se coloquen los cristales
hay dos tipos básicos de transistores
bipolares.
 Transistor NPN: en este caso un
cristal P está situado entre dos
cristales N. Son los más comunes.
 Transistor PNP: en este caso un
cristal N está situado entre dos
cristales P
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Transistor BJT
En cada uno de estos cristales se
realiza un contacto metálico, lo que
da origen a tres terminales:
 Emisor (E): Se encarga de
proporcionar portadores de carga.
 Colector (C): Se encarga
recoger portadores de carga.
de
 Base (B): Controla el paso de
corriente a través del transistor. Es
el cristal de en medio.
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Parámetros Transistor BJT
Los Parámetros del transistor BJT son
las siguientes:
• IE = Corriente del Emisor
• IC = Corriente del Colector
• IB = Corriente de la Base
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Transistor BJT
Un
transistor
BJT
puede
eventualmente trabajar en tres
regiones, las cuales son:
• Región activa,
• Región de saturación
• Región de ruptura
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Región Activa
Cuando un transistor BJT trabaja en
región activa, quiere decir que está
trabajando como amplificador de una
señal (Corriente o voltaje), esta región
de funcionamiento se caracteriza
porque la corriente de base es muy
pequeña en comparación a la de
colector y emisor (que son parecidas),
y porque el voltaje colector base no
puede exceder los 0.4 o -0.4V
(dependiendo si es PNP o NPN)
Zona ACTIVA:
UE en Directa y UC en Inversa.
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AMPLIFICADORES
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Región de Saturación
El diodo colector está polarizado
directamente y es transistor se
comporta como una pequeña
resistencia. En esta zona un aumento
adicionar de la corriente de base no
provoca un aumento de la corriente
de
colector,
ésta
depende
exclusivamente de la tensión entre
emisor y colector. El transistor se
asemeja en su circuito emisorcolector a un interruptor cerrado.
Zona de SATURACIÓN: UE en Directa y UC en Directa.
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CONMUTACIÓN
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Región de Corte
El hecho de hacer nula la corriente
de base, es equivalente a mantener
el circuito base emisor abierto, en
estas circunstancias la corriente de
colector es prácticamente nula y por
ello se puede considerar el transistor
en su circuito C-E como un
interruptor abierto.
Los transistores se usan en su zona
activa cuando se emplean como
amplificadores de señales. Las zonas
de corte y saturación son útiles en
circuitos digitales.
Zona de CORTE: UE en Inversa y UC en Inversa.
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CONMUTACIÓN
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Corriente de un transistor
En el transistor también tomamos
criterios,
todas
la
corrientes
entrantes, es como un nudo.
EJEMPLO: IE = 100 mA, se recombinan el 1 % y no se recombinan el 99 %.
Por lo tanto: IB = 1 mA y IC = 99 mA. Los signos como siempre, si va a favor
del electrón es negativo y si va en contra positivo.
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Hoja de características
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Hoja de características
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Hoja de características
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Tipos de Encapsulados
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Tipos de Encapsulados
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Transistor Bipolar
Junction Transistor BJT
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Transistor FET
El JFET es un dispositivo
unipolar, ya que en su
funcionamiento sólo intervienen
los portadores mayoritarios.
Existen 2 tipos de JFET:
 de “canal N”
 de “canal P”
Al comparar el JFET con el TBJ
se aprecia que el drenaje (D) es
análogo al colector, en tanto que
el surtidor (S) es análogo al
emisor. Un tercer contacto, la
compuerta (G), es análogo a la
base.
Estructura del Transistor
FET
La estructura física de un JFET (transistor de
efecto campo de unión) consiste en un canal
de semiconductor tipo n o p dependiendo del
tipo de JFET, con contactos óhmicos (no
rectificadores) en cada extremo, llamados
FUENTE y DRENADOR. A los lados del
canal existen dos regiones de material
semiconductor de diferente tipo al canal,
conectados entre sí, formando el terminal de
PUERTA.
 En el caso del JFET de canal N, la
unión puerta – canal, se encuentra
polarizada en inversa, por lo que
prácticamente no entra ninguna
corriente a través del terminal de la
puerta.
Estructura del Transistor
FET
El JFET de canal p, tiene una estructura
inversa a la de canal n; siendo por tanto
necesaria su polarización de puerta también
inversa respecto al de canal n.
 Los JFET se utilizan preferiblemente a
los MOSFET en circuitos discretos.
 En el símbolo del dispositivo, la flecha
indica el sentido de polarización
directa de la unión pn.
Prueba de elementos
electrónicos
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Capacitores Electroliticos
Los capacitores electrolíticos pueden
medirse directamente con el multímetro
utilizado como ohmetro. Cuando se
conecta un capacitor entre los
terminales del multímetro, este hará que
el componente se cargue con una
constante de tiempo que depende de su
capacidad y de la resistencia del
multímetro. Por lo tanto la aguja
deflexionará por completo y luego
descenderá hasta cero indicando que el
capacitor está cargado totalmente, ver
figura.
Capacitores Electroliticos
El tiempo que tarda la aguja en descender hasta 0 dependerá del rango en que
se encuentra el multímetro y de la capacidad del capacitor. En la prueba es
conveniente respetar la tabla I.
Valor del capacitor
Hasta 5uf
Hasta 22uf
Hasta 220uf
Mas de 220uf
Rango
R×1k
R×100
R×10
R×1
Si la aguja no se mueve indica que el capacitor está abierto, si va hasta cero sin
retornar indica que está en cortocircuito y si retorna pero no a fondo de escala
entonces el condensador tendrá fugas.
Diodos
Los diodos son componentes que conducen la corriente en un solo
sentido, teniendo en cuenta esto se pueden probar con un multímetro en
la posición ohmetro. El funcionamiento de tal aparato de medida se basa
en la medición de la corriente que circula por el elemento bajo prueba. Es
muy importante conocer la polaridad de la batería interna del los
multímetros analógicos en los cuales la punta negra del multímetro
corresponde al terminal positivo de la batería interna y la punta roja
corresponde al terminal negativo de la batería.
Se empleará un multímetro y las medidas se efectuarán colocando el
instrumento en las escalas de resistencia y preferiblemente en las escalas
ohm x 1, ohm x 10 ó también ohm x 100. Así cuando se intenta medir la
resistencia de un diodo, se encontrarán dos valores totalmente distintos,
según el sentido de las puntas. Si la punta roja (negativo) se conecta a la
zona N (cátodo del diodo) y la punta negra a la P (ánodo), la unión se
polariza en directo y se hace conductora. El valor concreto indicado por el
instrumento no tiene significado alguno, salvo el de mostrar que por la
unión circula corriente.
Diodos
Por el contrario, cuando la punta roja se conecta a la zona P (ánodo), y
la negra a la zona N (cátodo), se esta aplicando una tensión inversa. La
unión no conducirá, y esto será interpretado por el instrumento como
una resistencia muy elevada.
Diodos
Transistores
Se empleará un multímetro analógico y las medidas se
efectuarán colocando el instrumento en las escalas de
resistencia y preferiblemente en las escalas ohm x 1, ohm x
10 ó también ohm x 100. Antes de aplicar las puntas al
transistor es conveniente cerciorarse del tipo de éste, ya
que si es NPN se procederá de forma contraria que si se
trata de un PNP. Para el primer caso (NPN) se situará la
punta negra (negativo) del multímetro sobre el terminal de la
base y se aplicará la punta roja sobre las patitas
correspondientes al emisor y colector. Con esto se habrá
aplicado entre la base y el emisor o colector, una
polarización directa, lo que traerá como consecuencia la
entrada en conducción de ambas uniones, moviéndose la
aguja del multímetro hasta indicar un cierto valor de
resistencia, generalmente baja (algunos ohm) y que
depende de muchos factores.
Transistores
Transistores
A continuación se invertirá la
posición de las puntas del
instrumento, colocando la punta
roja (positivo) sobre la base y la
punta negra sobre el emisor y
después sobre el colector. De esta
manera el transistor recibirá una
tensión inversa sobre sus uniones
con lo que circulará por él una
corriente muy débil, traduciéndose
en un pequeño o incluso nulo
movimiento de la aguja. Si se
tratara de un transistor PNP el
método a seguir es justamente el
opuesto al descripto, ya que las
polaridades directas e inversas de
las uniones son las contrarias a las
del tipo NPN.
Transistores
Las comprobaciones anteriores se
completan con una medida, situando
el multímetro entre los terminales de
emisor y colector en las dos posibles
combinaciones que puede existir; la
indicación del instrumento será muy
similar a la que se obtuvo en el caso
de aplicar polarización inversa (alta
resistencia), debido a que al dejar la
base sin conexión el transistor estará
bloqueado. Esta comprobación no
debe olvidarse, ya que se puede
detectar un cortocircuito entre emisor
y colector y en muchas ocasiones no
se descubre con las medidas
anteriores.
Como identificar y
medir algunos
componentes
Mtro. Romeo Altúzar Meza
Transistores
Como se ve en la imagen superior
FIG. 1 , el Tester Digital está
seleccionado
para
realizar
mediciones de semiconductores (
símbolo del diodo ). Al colocar las
Puntas de Prueba, POSITIVO en
uno de los pines del TRANSISTOR
y
NEGATIVO
en
el
otro
extremo.....éste nos da un valor que
es de . 5 4 6 , a continuación
veremos la siguiente imagen :
FIG. 1
Transistores
Vemos que al mantener la
Punta de Prueba Positiva
en el mismo pin y
colocamos la Punta de
Prueba Negativa en el pin
central
FIG.
2,
el
instrumento nos da un
valor distinto y menor que
la medición anterior que es
de . 4 7 4.
FIG. 2
Transistores
Si nosotros invertimos las
Puntas de Prueba y
realizamos las mismas
acciones anteriores, como
se ve en las figuras
siguientes :
FIG. 3
Transistores
Vemos que al colocar las
Puntas
de
Prueba,
NEGATIVO en uno de los
pines del TRANSISTOR y
POSITIVO en el otro
extremo el instrumento nos
da un valor infinito FIG. 3, a
continuación veremos la
siguiente imágen :
Transistores
Vemos que al mantener la Punta de Prueba Negativa en el mismo pin y
colocamos la Punta de Prueba Positiva en el pin central, el instrumento
nos sigue dando un valor infinito FIG. 4.
Los resultados de éstas pruebas nos están demostrando algo que es
primordial, especialmente en la medición de un TRANSISTOR de Silicio
Bipolar y es la identificación individual de cada uno de los pines. La
imagen que muestra la FIG. 1 y FIG. 2 tienen en común la Punta de
Prueba POSITIVA, y recordando que las junturas de un TRANSISTOR
tienen en común la BASE, ya tenemos identificado el primer pin.
Transistores
La FIG. 1 y FIG. 2 muestran que el instrumento da DOS valores diferentes al
usar la Punta de Prueba NEGATIVA . En la FIG. 1 el valor es superior al de la
FIG. 2 y por norma natural de las junturas la BASE EMISOR es mayor FIG. 1
que la BASE COLECTOR FIG. 2, es decir que el TRANSISTOR es del tipo ( NP-N ), la P es la base ROJO POSITIVO común y está polarizado directamente
por el tester digital y para ambas junturas, una juntura N-P es la EMISOR-BASE
y la otra juntura P-N es la BASE-COLECTOR.
La FIG. 3 y la FIG. 4 nos muestran que al medir con polarización inversa las
junturas del TRANSISTOR, éste se comporta como un aislante.
Diodos
La FIG. 5 muestra las Puntas
de
Prueba
midiendo
la
polarización directa de un
Diodo de Silicio, en donde
vemos que la Punta de Prueba
POSITIVA está en el Ánodo y la
Punta de Prueba NEGATIVA en
el Cátodo, la juntura tiene un
valor similar a la juntura de un
TRANSISTOR.
FIG. 5
Diodo
La FIG. 6 muestra las Puntas
de Prueba midiendo la
polarización inversa de un
Diodo de Silicio, en donde
vemos que la Punta de
Prueba POSITIVA está en el
Cátodo y la Punta de Prueba
NEGATIVA en el Ánodo, la
juntura tiene un valor infinito.
FIG. 6