Paso 11: Transistor
Transistores pueden considerarse como un tipo de interruptor electrónico, como muchos componentes electrónicos. Transistor es mucho más rápida que el interruptor mecánico.
Hay dos tipos de transistor básico que hay: ensambladura bipolar (BJT) y efecto campo de óxido de metal (MOSFET), y hay realmente dos versiones de lo BJT: NPN y PNP. La mayoría de los circuitos tienden a usar NPN. Hay cientos de transistores que trabajan con tensiones diferentes, pero todas ellas caen en estas dos categorías. Los transistores se fabrican en diferentes formas pero tienen tres cables (piernas). La BASE - que es la responsable de activar el transistor. El colector - que es el positivo. El emisor - que es el cable negativo.
Un transistor es realmente simple y muy complejo. Vamos a empezar con la parte simple. Un transistor es un componente electrónico de miniatura que puede hacer dos trabajos diferentes. Puede trabajar como un amplificador o un interruptor:
Cuando trabaja como amplificador, toma un pequeño eléctrico actual en un extremo (una corriente de entrada) y produce una mucho mayor corriente eléctrica (una corriente de salida) en el otro. En otras palabras, es una especie de refuerzo actual. Que viene en realmente útil para cosas como audífonos, una de la primeras cosas que la gente utiliza transistores para. Un audífono tiene un pequeño micrófono que recoge los sonidos del mundo a tu alrededor y los convierte en corrientes eléctricas fluctuantes. Éstos se alimentan en un transistor que les impulsa y alimenta un altavoz diminuto, para escuchar una versión mucho más fuerte de los sonidos a tu alrededor.
También pueden trabajar los transistores como interruptores. Una pequeña corriente eléctrica que circula a través de una parte de un transistor puede hacer un mucho mayor corriente a través de la otra parte de él. En otras palabras, la pequeña corriente cambia en el más grande. Esto es básicamente cómo funcionan todos los chips de ordenador. Por ejemplo, un chip de memoria contiene cientos de millones o incluso miles de millones de transistores, cada uno de los cuales se puede activar o desactivar individualmente. Puesto que cada transistor puede estar en dos Estados distintos, puede almacenar dos números diferentes, cero y uno. Con miles de millones de transistores, un chip puede almacenar miles de millones de ceros y unos y casi tantos ordinario números y letras (o caracteres, como los llaman). Más sobre esto en un momento.
Modos de operación
A diferencia de los resistores, que aplicación una relación lineal entre voltaje y corriente, los transistores son dispositivos no lineales. Tienen cuatro modos distintos de funcionamiento, que describen la corriente que fluye a través de ellos. (Cuando hablamos de flujo de corriente a través de un transistor, generalmente entendemos corriente que circula de colector a emisor de un transistor NPN. Los modos de operación de cuatro transistor son:
Saturación , el transistor actúa como un corto circuito. Fluye libremente corriente de colector a emisor.
Corte , el transistor actúa como un circuito abierto. Ninguna corriente fluye de colector a emisor.
Activa , la corriente de colector a emisor es proporcional a la corriente que fluye en la base.
Activa inversa – como modo activo, la corriente es proporcional a la corriente de base, pero fluye en sentido contrario.
Aplicaciones: interruptores de
Una de las aplicaciones más importantes de un transistor está utilizando para controlar el flujo de energía a otra parte del circuito, como un interruptor eléctrico. Conduciendo en modo de corte o saturación, el transistor puede crear el binario de efecto de un interruptor de encendido/apagado. Transistor conmutadores son bloques de construcción de circuito crítico; ellos están acostumbrados a hacer puertas lógicas, que van a crear otros circuitos integrados, microcontroladores y microprocesadores.
Transistor conmutador
Veamos el circuito interruptor de transistor más fundamental: un interruptor de NPN. Aquí usamos un NPN para controlar un LED de alta potencia.
Nuestro control de entrada desemboca en la base, la salida está ligada al colector y el emisor se mantiene en una tensión fija.
Mientras que un interruptor normal requeriría un actuador para dar la vuelta físicamente, este conmutador es controlado por el voltaje en el pin de la base. Puede programarse un pin del microcontrolador I/O, como los de un Arduino, alta o baja para apagar el LED.
Cuando el voltaje en la base es mayor que 0.6 v (o lo que podría ser v de su transistor), el transistor empieza a saturar y se ve como un cortocircuito entre colector y emisor. Cuando el voltaje en la base es menos de 0.6 v el transistor está en corte modo: ningún flujo actual porque se ve como un circuito abierto entre C y E.
El circuito de arriba se llama un interruptor del lado de baja presión, porque el interruptor – nuestro transistor – está en el lado de baja (ground) del circuito. Alternativamente, podemos usar un transistor PNP para crear un interruptor del lado de alta presión:
Similar al circuito NPN, la base es nuestra entrada, y el emisor está ligado a una tensión constante. Esta vez sin embargo, el emisor está atado alta, y la carga es conectada al transistor en el lado de tierra.
Este circuito funciona tan bien como el interruptor de NPN, pero hay una gran diferencia: encender la carga "" la base debe ser bajo. Esto puede causar complicaciones, especialmente si el alto voltaje de la carga (VCC en esta foto) es más alto que el voltaje alto de control. Por ejemplo, este circuito no funcionaría si se intenta usar un Arduino funcionando a 5V para encender un motor de 12V. En ese caso sería imposible de apagar el interruptor porque VB siempre es menor que cinco.
Resistencias de base
Usted notará que cada uno de esos circuitos utiliza un resistor de la serie entre el control de entrada y la base del transistor. No olvide agregar esta resistencia! Un transistor sin una resistencia en la base es como un LED con ningún resistor limitador de corriente.
Hay que recordar que, en cierto modo, un transistor es un par de diodos interconectados. Nosotros estamos adelante-polarización del diodo del emisor de base para encender la carga. El diodo sólo necesita 0.6 v para encender, más tensión que significa más actual. Algunos transistores sólo pueden ser clasificados para un máximo de 10-100 mA de corriente fluya a través de ellos. Si usted proporciona una corriente sobre la carga máxima, el transistor podría estallar.
El resistor de la serie entre la fuente de control y la corriente de la base de límites en la base. El nodo emisor de base puede conseguir su feliz de tensión de 0.6 v, y la resistencia puede caer el voltaje restante. El valor de la resistencia y el voltaje a través de ella, establece la corriente.
La resistencia debe ser lo suficientemente grande como para limitar con eficacia la corriente, pero lo suficientemente pequeño como para alimentar la base bastante actual. 1mA a 10mA será generalmente suficiente y valor de la resistencia de base puede ser 1k a 10k, pero Revise el datasheet de tu transistor para asegurarse de que.
Algunos comunes BJT utilizados en proyecto de aficionado
| Nombre | Tipo | VCE | Ic | Pd | ft |
|---|---|---|---|---|---|
| 2N2222 | NPN | 40V | 800mA | 625mW | 300MHz |
| BC548 | NPN | 603 | 100mA | 500mW | 300MHz |
| 2N3904 | NPN | 40V | 200mA | 625mW | 270MHz |
| 2N3906 | PNP | -40V | -200mA | 625mW | 250MHz |
| BC557 | PNP | -45V | -100mA | 500mW | 150MHz |
| TIP120 (energía) | NPN | 303 | 5A | 352 | - |
Por favor revise la hoja de datos para obtener más información.
MOSFET
El transistor metal – oxide – semiconductor de efecto campo (MOSFET, MOS-FET, o FET del MOS) es otro tipo de transistor utilizado para ampliar o cambiar las señales electrónicas.
La principal ventaja de un MOSFET en un transistor ordinario es que requiere muy poca corriente para encender (menos de 1mA), mientras que entrega una corriente mucho mayor a la carga (10-50A o más).
El Metal oxido Semiconductor Field Effect Transistor o MOSFET para el cortocircuito, tiene una resistencia de entrada extremadamente alta de la puerta con la corriente que fluye a través del canal entre la fuente y el drenaje está controlado por el voltaje de la puerta. Debido a esta alta impedancia de entrada y ganancia, MOSFETs pueden ser fácilmente dañados por electricidad estática Si no cuidadosamente protegidos o manejados.
MOSFET es ideales para usar como interruptores electrónicos o como amplificadores de la común-fuente como su consumo de energía es muy pequeña. Aplicaciones típicas para transistores de efecto de campo de semiconductor de óxido de metal son en microprocesadores, memorias, calculadoras y lógica CMOS puertas etc..
