Transistores en circuitos de conmutación

Proyecto que consiste en crear un circuito de conmutación y soldarlo en placa PCB, detallando los pasos a seguir.

En este artículo se explicará detalladamente el diseño de un circuito de conmutación con un transistor que se soldará en una placa PCB.

Los materiales necesarios:

  •  Placa PCB
  • 2 resistencias: 10kΩ y 470Ω
  • Transistor NPN 2N2222
  •  Soldador e hilo de estaño
  •  Batería de 9V
  • Pulsador
  • Diodo LED

Para diseñar el circuito tendremos en cuenta la tensión entre base y emisor, ya que debe ser menor a 0.6 V o 0.7 V. Usaremos resistencias de 10kΩ. Calculamos la corriente en base:

                                                       Ib = (9V – 0.7V)/10kΩ = 0.8 mA

Ic está limitada por los 470Ω y la tensión del diodo LED. Si el transistor está saturado entonces la tensión entre colector y emisor son casi 0V.

                                                      Ic = (9V – 1.8V)/470Ω = 15mA

La ganancia de corriente mínima se calcula:

                                                      hfe = Ic/Ib = 15mA/0.8mA = 20

Como el transistor 2N2222 tiene un hfe de 74 > 20. Podemos usarlo sin ningún problema.

 

Circuito conmutador con transistor

Una vez que tenemos el circuito diseñado, procedemos a coger los componentes, el soldador, cable de estaño y lo soldamos, debemos tener en cuenta el circuito anterior. El ánodo del diodo es el polo positivo, el cátodo el negativo, en este circuito el diodo LED será de cátodo común, por lo que cambiaremos la posición de las resistencias. El transistor es de tipo NPN, por lo que el colector estará unido al diodo y el emisor al negativo de la batería.

Placa una vez soldada

Ahora hablaremos de cómo funciona este circuito. El transistor se usará como un interruptor. Un transistor se puede funcionar en 3 modos: Activo, saturación o corte. En la región activa el transistor funciona como un amplificador, pero en uso del transistor como conmutador solo nos interesará la zona de saturación (activado, circuito cerrado) y la de corte (apagado, circuito abierto).

En la región de corte: Ib = 0A, Ic = 0A, Vce (tensión colector máxima). No fluye corriente por lo que se encuentra en circuito abierto.

En la región de saturación: : Ib es máxima y Vce = 0V. La corriente fluye a través del transistor  por lo que se trata de un circuito cerrado.

Región de saturación

Región de corte

Una vez terminado, el proyecto quedaría de esta manera. Adjuntamos un video con el resultado:

Proyecto acabado

Esperemos que os haya servido de ayuda en vuestros proyectos o que al menos hayáis aprendido algo que desconocíais.

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