TRANSISTOR BJT O TRANSISTOR BIPOLAR ANALISIS DE UN CIRCUITO ELEMENTAL
Información necesaria para cuando se este iniciando en el mundo del transistor BJT o bipolar será la potencia que este soporta, la corriente de colector IC que puede manejar, la tensión colector emisor que puede soportar VCE.
Una información muy importante a conocer es la ganancia o el beta del transistor BJT, muchos de los multímetros actuales vienen con un socket preparado para medir la ganancia del transistor ya sea npn o pnp como se ve en la imagen, lo único que hay que hacer es colocar de forma adecuada el transistor, seleccionar la opción de medir hFE, se verá el valor del beta del transistor BJT, en este caso se puede ver que el beta para el 2N3904 es de 205, tener en cuenta que este valor varia con la temperatura y con la corriente del colector, pero como una medida aproximada ya nos será muy útil.
Este valor se encuentra en la hoja de datos como hFE y se suele dar en valores mínimos, típicos y máximos, en la hoja de tatos de 2N3904 por ejemplo se ve lo siguiente.
Se ve que el mínimo está entre 30 a 60 y el máximo a 300, se observa que esto depende de la corriente en el colector.
TRANSISTOR BJT EJEMPLO CIRCUITO ELEMENTAL
En este caso se propone un circuito de ejemplo con el 2N3904, del que se encuentran sus medidas en forma teórica, para luego llevarlo a un circuito real, se comparan los valores, de esta manera se ve cuan válidas serán las aproximaciones que se hagan para el análisis de los circuitos con los transistores BJT, el circuito propuesto es el siguiente:
VCC es la tensión de alimentación, IC es la corriente del colector, IB es la corriente de la base, VEC es la tensión colector emisor, VBE es la tensión base emisor, RB es la resistencia de la base, RC es la resistencia del colector y beta es la ganancia del transistor BJT.
Las ecuación 1 se obtiene de la malla de entrada, la ecuación 3 de la malla de salida, son estas dos ecuaciones las que hay que llegar a dominar para poder utilizar el transistor BJT.
La ecuación 2 es una relación propia del transistor BJT, es una característica que se cumple para el transistor BJT, mientras que la ecuación 4 es la que nos ayudará a calcular la potencia a la que estará trabajando el BJT, para así no pasarnos de sus valores máximos y terminemos dañándolo.
Lo aquí comentado como son los cálculos realizados, así como la comparación con el circuito real se puede ver en el siguiente vídeo publicado en el canal de youtube de mrelberni.
TRANSISTOR BJT O BIPOLAR DISEÑO DE UN CIRCUITO SENCILLO
En este caso se quiere partir de cero para diseñar un circuito con el transistor BJT, será un circuito sencillo, pero se obtendrá mucho conocimiento sobre el procedimiento que se tendrá que seguir en un futuro para el diseño de circuitos con el transistor bipolar.
Se parte de la suposición de que se tenga de algún circuito externo 100uA y se quiere encender un led, pero el led para que tenga un buen brillo necesita aproximadamente 20mA, como se ve los 100uA que están llegando no serán suficientes para encender el led adecuadamente.
Pues para eso está el transistor BJT, por la base del transistor BJT ingresarán los 100uA entonces IB=100uA y por el colector se obtendrán los 20mA, por lo que IC=20mA, será en el colector donde se ubicará el led que se quiere encender.
Como la intensión es que mas adelante se comprenda lo del punto de operación del transistor bipolar, el circuito se diseñará de tal forma que la tensión colector emisor VCE sea la mitad de la tensión de alimentación VCC que para el ejemplo será de 9V, entonces VCE=VCC/2, que vendrán a ser 4,5V.
Tener en cuenta que este circuito también se puede realizar por corte y saturación, pero en este caso no se hará así, nos interesa mas ver como se puede ubicar un punto de operación para el transistor BJT.
También se tendrá en cuenta que la tensión base emisor VBE=0,7V, los 100uA para la entrada en la base se obtendrán del mismo circuito.
En cuanto al beta del transistor se hará uso de que la corriente del colector es beta veces la corriente de la base, con el valor obtenido se buscará un transistor BJT que tenga aproximadamente el valor encontrado.
Se pueden comparar viendo las hojas de datos de los transistores bipolares, los valores promedio de sus betas, se usará el que mas se acerque, luego si se quiere verificar que sea correcto, se hace uso del multímetro para medir el beta real del transistor BJT a utilizar, como se muestra en la siguiente imagen.
De la ecuación de malla de la entrada con los datos que se tienen se despeja el valor de la resistencia para la base RB, de la ecuación de malla de la salida se despeja el valor de la resistencia para el colector RC.
Lo aquí comentado para el diseño de un circuito sencillo con el transistor BJT, como son los cálculos realizados, así como las pruebas en el circuito real se puede ver en el siguiente vídeo publicado en el canal de youtube de mrelberni.
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