Al decir que el transistor bjt está siendo utilizado en corte y saturación, es lo mismo que decir que se le esta utilizando en conmutación o como interruptor, será necesario el conocimiento de las curvas características del transistor bipolar.
Las relaciones matemáticas que nos ayudarán a comprender el corte y la saturación o la conmutación del transistor bjt son las obtenidas del circuito de entrada como de salida del transistor cuando este es polarizado.
A partir del circuito de entrada se utilizando Kirchoff se obtendrá:
IB=(VBB-0.7)/(RB)
Con esta IB, se controlará la corriente del colector IC, mediante la siguiente ecuación:
IC = ß*IB donde ß es llamada la ganancia del transistor bipolar
Al aplicar Kirchoff al circuito de salida de obtendrá:
VCE = VCC - IC*RC
Tener en cuenta que el transistor tiene una potencia máxima que puede soportar, si se pasa de ese valor el transistor bipolar se quemará, esta potencia es el resultado de multiplicar IC con VCE.
Potencia=IC*VCE
En el siguiente vídeo publicado en el canal de MrElBerni se comenta sobre este tema del corte y saturación del transistor bjt
Las ecuaciones anteriormente vistas, son para el tipo de polarización indicada en la imagen superior, existen otros tipos de polarizaciones que se verán mas adelante, a partir de las cuales también se tendrán que obtener sus ecuaciones de entrada y salida.
En la ecuación de salida, si se observa, cuando el circuito está implementados, la tensión de alimentación VCC y la resistencia de colector RC serán constantes, IC dependerá de la IB, y la VCE dependerá de la IC, por lo que esta ecuación representa una recta, esta recta es precisamente la que se llama recta de carga del transistor bipolar.
Esta recta de carga se trazará sobre las curvas características de salida del transistor bjt que es una gráfica VCE vs IC, para ello será necesario ubicar dos puntos de esta recta de carga, cuando en la ecuación de salida se hace IC=0, resulta que VCE=VCC que es lo que se llama tensión colector emisor de corte VCEcorte; el otro punto se obtiene al hacer VCE=0, de donde resulta IC=VCC/RC que viene a ser la corriente de saturación ICsat.
Entonces los puntos encontrados para dibujar la recta de carga serán en el eje de la IC el punto (0,VCC/RC) y en el eje VCE el punto (VCE,0); o también en el eje IC (0,ICsat) y en el eje VCE el punto (VCEcorte, 0), en la siguiente imagen se tiene el resultado.
En la práctica para que IC=0, se tendrá que hacer que IB=0, esto ocurrirá cuando VBB = 0.
La forma vista para obtener la recta de carga, será la utilizada para ubicar lo que se conoce como el punto de operación o el punto Q de trabajo del transistor bjt, en este caso se han ubicado los extremos, para hacer que el transistor trabaje en corte y saturación, pero ese punto se puede ubicar en cualquier lugar a lo largo de la recta de carga. como es en la zona o región activa que es donde el transistor podrá ser utilizado como amplificador.
TRANSISTOR BJT CORTE Y SARTURACIÓN CÁLCULOS EN UN CIRCUITO REAL
En el vídeo se inicia el proceso para hacer trabajar en corte y saturación el transistor bipolar BD137, los pasos a seguir son los siguientes:
- Se mide cuanta corriente necesita la carga RC por el colector IC, la carga tendrá una tensión de trabajo VCC, eso dependerá de la carga.
- Una vez que se conoce la corriente del colector IC, de la relación IC = ß*IB se despeja la corriente de base IB=IC/ß .
- Ocurre que el ß varía de un transistor a otro, así como con la temperatura, también con la corriente del colector, entonces para asegurar que el transistor bjt siempre esté saturado a esta corriente de base se le aplica 5 veces el valor encontrado, esto es IB=5*IC/ß.
- Esta IB será la utilizada en la ecuación de entrada, para encontrar la resistencia de base RB a utilizar en el circuito, quedando RB=(VBB-0.7)/(IB).
TRANSISTOR BJT CORTE Y SARTURACIÓN CIRCUITO EJEMPLO 1
El siguiente es un primer vídeo publicado por MrElberni, donde se hace uso del corte y saturación para el manejo de una bombilla mediante el uso del microcontrolador PIC18F45K20.
TRANSISTOR BJT CORTE Y SARTURACIÓN CIRCUITO EJEMPLO 2
El siguiente vídeo publicado por MrElberni, donde se hace uso del corte y saturación del transistor bjt 2N2222A para el manejo de una rele mediante el uso del microcontrolador PIC18F45K20.
Mediante el uso de uno de los contactos auxiliares del relé se tendrá el control del encendido y apagado de un led doble, con el otro contacto auxiliar del relé se logrará el encendido y apagado de un motor de continua.
Se comentan los cálculos a realizar y se realizan las pruebas y mediciones del circuito propuesto.
TRANSISTOR BJT CORTE Y SARTURACIÓN CIRCUITO EJEMPLO 3
El siguiente ejemplo publicado por MrElberni, consta de dos vídeos en el uso del corte y saturación del transistor bipolar en la realización de la intermitencia de dos leds; para el ejemplo se utiliza el transistor bjt BC547B.
Se realizan los cálculos necesarios para comprender el funcionamiento de este circuito,, para lograr la intermitencia se utilizan dos condensadores, estos en su proceso de carga y descarga provocan el corte y la saturación del transistor bipolar.
Vídeo 1
Vídeo 2
Esperamos de todo corazón haber podido ayudar en este tema tan interesante sobre el corte y la saturación del transistor bjt o transistor bipolar, así como de su recta de carga.
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