EL TRANSISTOREl Transistor es un dispositivo electrnico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.

El trmino "transistor" es la contraccin en ingls de transfer resistor ("resistencia de transferencia").

Actualmente se los encuentra prcticamente en todos los enseres domsticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y vdeo, hornos de microondas, lavadoras, automviles, equipos de refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lmparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomgrafos, ecgrafos, reproductores mp3, celulares, etc.

Sustituyo alas vlvula termoinica de tres electrodos o trodo, el transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Fsica en 1956.

PARTES:

Sustrato (usualmente silicio)

Tres partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales especficos en cantidades especficos) que forman dos uniones bipolares:

El emisor que emite portadores El colector que los recibe o recolecta

La tercera est intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base).

A diferencia de las vlvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseo de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, capacitores e inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento slo puede explicarse mediante mecnica cuntica.

TIPOS DE TRANSISTOR Transistor de punta de contacto: Primer transistor que obtuvo ganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metlicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de emisor es capaz de modular la resistencia que se "ve" en el colector, de ah el nombre de "transfer resistor". En la actualidad ha desaparecido. Transistor de unin bipolar: BJT por sus siglas en ingls, se fabrica bsicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de Galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP.

El transistor bipolar (BJT) como interruptor o switchCuando un transistor se utiliza en un circuito, el comportamiento que ste tenga depender de sus curvas caractersticas.

En el diagrama que se presenta hay varias curvas que representan la funcin de transferencia de Ic (corriente de colector) contra VCE (tensin colector emisor) para varios valores de Ib (corriente de base).

Cuando el transistor se utiliza como amplificador, el punto de operacin de ste se ubica sobre una de las lneas de las funciones de transferencia que estn en la zona activa. (Las lneas estn as horizontales).

Transistor en corte y saturacin

Cuando un transistor se utiliza como interruptor o switch la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturacin

- Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mnima (prcticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) mximo (casi igual al voltaje de alimentacin). Ver la zona amarilla en l grfico

- Un transistor en saturacin tiene una corriente de colector (Ic) mxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero oltios). Ver zona en verde en el grfico

Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser bajo o mejor an, cero.

Para lograr que el transistor entre en saturacin, el valor de la corriente de base debe calcularse dependiendo de la carga que se est operando entre encendido y apagado (funcionamiento de interruptor)

Si se conoce cual es la corriente que necesita la carga para activarse (se supone un bombillo o foco), se tiene el valor de corriente que habr de conducir el transistor cuando este en saturacin y con el valor de la fuente de alimentacin del circuito, se puede obtener la recta de carga. Ver grfico anterior.

Esta recta de carga confirma que para que el transistor funcione en saturacin, Ic debe ser mximo y VCE mnimo y para que est en corte, Ic debe ser el mnimo y VCE el mximo.APLICACIN:Bueno el transistor trabaja en corte y saturacin sobre la recta de carga el punto Q nosotros lo colocamos depende en que posicin queramos segn el trabajo que queremos que haga. Moviendo este punto es decir llevndolo a corte y saturacin asi logramos que trabaje como interruptor. y un ejemplo de donde trabaja as es en los secuenciadores de luces tipo boliche

INTERRUPTOR O SWITCH: es un dispositivo elctrico que se encarga de permitir o no permitir el paso de la energa de alimentacin a un circuito.

INTERRUPTOR CONTROLADO DE SILICIO (SCS)

El interruptor controlado de silicio (SCS) es un tiristor con una compuerta adicional. Puede usarse como un tiristor, pero que se dispara con pulsos positivos o negativos en cualquiera de las compuertas. Sin embargo, tambin puede pasar al estado de no conduccin aplicando pulsos a las compuertas.

Un interruptor de silicio controlado consiste en una estructura de cuatro capas cuyas cuatro regiones semiconductoras son accesibles. El dispositivo puede ser considerado como un circuito integrado con sendos transistores npn y pnp conectados como un par de realimentacin positiva. Siendo accesibles las cuatro regiones, la realimentacin positiva es fcilmente controlada, y el dispositivo puede ser accionado como un amplificador lineal de elevada ganancia de c.c. o como un interruptor.

El SCS es semejante en construccin al SCR. Sin embargo, el SCS tiene dos terminales de compuerta, como se muestra en la figura 1.1: la compuerta del ctodo y la compuerta del nodo. El SCS puede encenderse y apagarse usando cualquiera de sus terminales de compuerta. El SCR puede encenderse usando slo su terminal de compuerta. Normalmente el SCS se encuentra disponible slo en rangos de potencia menores que las del SCR.

INTERRUPTOR CONTROLADO DE SILICIO (SCS)

La operacin bsica del SCS puede comprenderse refirindose al equivalente con transistores que se muestra en la figura. Se supone que ambos Q1 y Q2 estn apagados y que, por lo tanto, el SCS no conduce. Un pulso positivo en la compuerta andica lleva al Q2 hacia la conduccin y proporciona as una trayectoria para la corriente de base al Q1. Cuando ste se enciende, su corriente de colector proporciona excitacin de base al Q2, manteniendo as el estado encendido del dispositivo. Esta accin regenerativa es la misma en que el proceso de encendido del SCR y el diodo Shockley y se ilustra en:

(a) Paso a encendido: pulso positivo (b) Paso a apagado: pulso positivo

CONOCER LAS TERMINALES DE UN ELEMENTO

Muy a menudo se trabaja con componentes que no tienen identificado sus terminales y no sabemos como se deben conectar, afortunadamente componentes como los elementos que vamos a ver ahora son fciles de identificar con la ayuda de un multimetro, especficamente con el ohmmetro.

REL

Hay reles que traen especificado en su cubierta cual es la bobina y cual es el terminal normalmente abierto y normalmente cerrado, mientras que otros no nos dice nada y los pines estn dispuestos de tal manera que no es fcil intuir que es que, para ello nos auxiliaremos del hmetro veamos el siguiente dibujo (vista inferior) de uno de esos rel que no tienen identificacin y los pines son confusos:

Primero numeremos los pines tal como se muestra en la figura:

Luego medimos la resistencia entre los pines por ejemplo entre 1 y 2 obtenemos resistencia infinita, no es necesario medir entre 2 y 1 es lo mismo, luego de medir todos los pines obtenemos las siguientes medidas:

la primera que vamos a tomar en cuenta es la que dio la medida mas grande en este caso los pines 2 y 3 que dieron 315 ohms, esto quiere decir que entre los pines 2 y 3 esta la bobina, por lo que descartamos las otras medidas entre el pin 2 y cualquiera y entre el pin 3 y cualquiera pues estos pines no tienen nada que ver con los dems, descartando estos, solo nos quedaran 1 y 4 , 1 y 5 y 4 y 5, veamos la medida que dio 0.00, que quiere decir? que los pines 1 y 5 estn unidos por lo que nos indica que este debe ser el interruptor normalmente cerrado

Ya solo nos queda 1 y 4 y 4 y 5 , en el que ambas medidas dan resistencia infinita. Saber cual es el interruptor normalmente cerrado y cuales pines no tienen nada que ver es muy difcil, por lo que ya que sabemos donde esta la bobina, vamos a probar el rel conectando la bobina a 12 voltios y a tierra, con esto, el interruptor normalmente abierto se cerrar solo es de medir entre los pines que faltaban que eran el 1 y 4 y 4 y 5 y ver ahora cual da 0.00, el resultado dio lo siguiente: 1 y 4 dieron 0.00 y 4 y 5 infinito, lo que indica que 1 y 4 es el interruptor normalmente abierto, por lo que el diagrama del rel seria el siguiente:

Ya sabiendo esto podemos trabajar con la certeza de que hay una correcta conexin.EJEMPLO DE UTILIDAD EN LA VIDA REALPara proteger los inmuebles, vitrinas, exhibidores, etc. de la intromisin de personas ajenas, existe toda una amplia gama de productos y servicios que estn presentes en el mercado, desde sofisticados sistemas de alarma hasta el servicio de guardias que se encuentran apostados alrededor de la casa o negocio que se quiere salvaguardar.

El circuito que se describe es el de un sensor que se instala ya sea en aquella puerta o ventana que ninguna persona sin autorizacin alguna debe abrir. Y que sea accionada una seal de alarma tanto sonora como audible cuando ocurra la apertura.

Este circuito de proteccin basa su operacin en un interruptor que se abre o cierra cuando est presente un campo magntico, por lo que tambin se requiere el uso de un imn.

Cuando la ventana o puerta tiene que ser abierta, el circuito cuenta con un selector que activa o desactiva la alarma.

El circuito de proteccin magntica se encuentra dividido en tres partes fundamentales para la ejecucin de su trabajo, las cuales se describen a continuacin.

La primera parte est integrada bsicamente por un sensor magntico denominado reed switch, el cual consiste en un simple interruptor encapsulado en una ampolleta de vidrio, el interruptor del reed switch se cierra cuando un campo magntico se encuentra cerca de ste, por lo que se hace necesario la utilizacin de un imn con la suficiente energa magntica para que active al reed switch.

El principio de operacin para el circuito de proteccin es muy simple, si el imn se instala cerca del reed switch el interruptor de ste se encontrar cerrado, en caso contrario, si alejamos el imn del reed switch el interruptor se abrir. Veamos un ejemplo, si el circuito que contiene al reed switch lo instalamos en el marco de una ventana, y el imn lo colocamos sobre la ventana, cuando sta est cerrada, el imn se encontrar cerca del reed switch, y cuando la ventana sea abierta el imn se alejar.

El reed switch lo conectamos en serie con el resistor R1 para formar los siguientes estados:

Si el imn se encuentra cerca del reed switch se producir un voltaje diferente de 0V.

Si el imn se aleja del reed switch se producir un voltaje igual a 0V.

Estas respuestas son aprovechadas para energizar un relevador a travs del transistor Q1 (2N2222), esto es, si el imn est cerca del reed switch se activar el relevador RL1 y en caso contrario se desenergizar.

De igual manera la respuesta del reed switch se hace llegar al amplificador operacional identificado como IC1 (LM311), el cual se encuentra configurado como comparador inversor, el cual de acuerdo a la ubicacin del imn har que un circuito temporizador se active o no.

La etapa del circuito temporizador utiliza el circuito integrado que genera una seal cuadrada y que se denomina como IC2 (NE555), este integrado estar trabajando en la llamada configuracin estable o de carrera libre. El 555 genera una seal cuadrada que opera a una frecuencia de 1 KHz, la cual se fija con ayuda de los resistores R4, R5 y C2.

A travs de la terminal 4 del IC2 se tiene la posibilidad de controlar la generacin de la seal cuadrada, por lo que s est presente un valor de 0V en dicha terminal, la onda cuadrada se inhibe, mientras que un voltaje diferente de 0V produce la seal cuadrada a la frecuencia fijada por R4, R5 y C2.

Cuando el imn se encuentra cerca del reed swicth, se hace llegar un valor de 0V a la terminal 4 del NE555 a travs del amplificador operacional LM311, cancelando la produccin de la seal cuadrada. Pero si el imn se aleja del reed swicth, se hace llegar un valor diferente de 0V a la misma terminal 4 del NE555 provocando una seal cuadrada que a su vez activa al zumbador piezoelctrico BZ1, originando una seal audible de alarma.

Si por alguna razn se requiere abrir la puerta o ventana que se encuentra protegida, se cuenta con un selector identificado como JP4, con el cual utilizando un jumper se puede activar o desactivar la alarma.

Retomando la forma de operar del relevador RL1, se mencion anteriormente que si el imn se encuentra cerca del reed switch el RL1 se activa, por lo que si es necesario del relevador, se pueden tomar sus contactos para enviar la seal de alarma a distancia a algn panel. Aqu se sugiere que sea utilizado el contacto normalmente abierto del relevador para producir una seal de alarma confiable.

Por ltimo cabe mencionar que el circuito de proteccin magntica puede ser energizado con valores de voltaje que van desde 5VCD, hasta 12VCD, ya que tanto el LM311 y el NE555 son circuitos integrados lineales, y solo quedara revisar cul es el valor de voltaje que puede soportar la bobina del relevador. Como se trata de un sistema de seguridad, se recomienda la utilizacin de una batera para que se d el respaldo de energa, en caso de que sta se ausente.BIBLIOGRAFA: http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Transistor-photo.JPG www.unicrom.com/tut_transistor_como_switch.asp html.rincondelvago.com/dispositivos-electronicos.html

digchip.com/datasheets/parts/h2/parts_h2.php