Diodo Led Y Transistor

Un semiconductor, como el Silicio o el Germanio son elementos químicos que tienen cuatro electrones en su última capa que forman enlaces covalentes muy estables. En estado puro se denomina intrínseco y no suele tener aplicaciones electrónicas. Se le añaden impurezas de forma controlada de elementos químicos. Si se le añaden B, Al, Ga, In o Tl entonces es un sc extrínseco de tipo P porque dichos elementos tienen tres electrones en su última capa y por tanto dejan un hueco (falta de electrón). Si se le añaden N, P, As, Sb o Bi entonces es de tipo N pues tienen cinco electrones en su última órbita (uno de los electrones queda libre). En éstos la conducción eléctrica puede realizarse más fácilmente o menos dependiendo de la concentración de electrones. Diodos: Rectificador; LED; Varicap; Fotodiodo; Zéner. Un diodo es un cristal semiconductor al que se le han añadido impurezas tipo P en un lado y tipo N al otro, por lo que también se le denomina unión NP. En las proximidades de la unión algunos huecos han sido ocupados por los electrones libres de la otra zona, por lo que se forma un potencial de unas pocas décimas de Voltio. Para que se establezca la corriente por el diodo es necesario polarizarlo directamente (zona P con el positivo de la fuente y zona N con el negativo) y superar dicha barrera de potencial (que está en torno a 0,6V.). Si se polariza inversamente, la corriente no puede circular por el diodo a no ser que se pase de un valor excesivo llamado tensión de ruptura, el cual provoca una gran avalancha de electrones y el diodo se destruye. Cuando el diodo conduce, la caída de tensión en sus terminales (llamados ánodo –zona P- y cátodo –zona N- se mantiene aproximadamente en 0,6 a 0,8V independientemente del valor de la intensidad que circule por él. Un LED es en la

un diodo emisor de luz. Se le ha añadido el proceso de fabricación otra sustancia como el arseniuro de Galio, cual, al circular corriente, emite luz con diferente longitud de onda, dependiendo de la concentración. Hay led de diferentes colores, incluso blanco y de diferente luminosidad, como los de alto brillo. También hay LED bicolor y tricolor. La caída de tensión típica en un Led está en torno a los 2V. Independientemente de la corriente que circule por él. Los LED necesitan unos 10 mA para comenzar a lucir y soportan más de 50 mA. Se considera como valor nominal 20mA. Hay varios tamaños estándar: los de 3 mm., los de 5mm y los de 10mm. También hay barras de LED, cuyos segmentos se van iluminando según va aumentando el valor de la tensión aplicada.

Transistores como Amplificador. Los transistores tienen aplicación en muchísimos circuitos, por lo general son utilizados en procesos de amplificación de señales y también en circuitos de conmutación a ellos le dedicaremos un lugar especial, Estos componentes vienen en dos tipos, los NPN y los PNP. Continuemos... veamos ahora estos dos transistores en modo amplificador...

.: Transistores NPN. En este ejercicio puedes utilizar uno de los dos transistores que se indican en la siguiente tabla, los dos son del tipo NPN con su respectiva disposición de terminales. El circuito que analizaremos será el siguiente...

Cuando acciones S1 llegará una cierta cantidad de corriente a la base del transistor, esta controlará la cantidad de corriente que pasa del Colector al Emisor, lo cual puedes notar en el brillo de los LED's. Este es el famoso proceso de AMPLIFICACIÓN. Como puedes imaginar, a mayor corriente de base mayor corriente de colector. Prueba cambiar R2.

.: Transistores PNP. Aquí utilizaremos uno de los dos transistores que se encuentran en el siguiente cuadro. En estos transistores, para obtener el mismo efecto que el anterior, su base deberá ser ligeramente negativa. Observa que en este esquema tanto los LED's como la fuente fueron invertidos. Nuevamente la corriente de base controla la corriente de colector para producir el efecto de AMPLIFICACIÓN. Estarás pensando ¿para qué lo necesito si con el anterior me basta...?, No es tan así. En muchos casos necesitarás hacer una amplificación y sólo tendrás una pequeña señal negativa. Para entonces, aquí está la solución. Fuente de información: http://r-

luis.xbot.es/ebasica/eb06.html

TRANSISTORES EN CIRCUITOS DE CONMUTACIÓN

Muchas veces se presenta la difícil situación de manejar corrientes o tensiones más grandes que las que entrega un circuito digital, y entonces nos disponemos al uso de transistores, el tema es hacer que estos trabajen en modo corte y saturación sin estados intermedios, es decir que cambien su estado de plena conducción a un profundo corte, y eso es lo que veremos en este pequeño tutorial. Los transistores a utilizar en estos casos deben tener la suficiente ganancia para que la onda cuadrada, aplicada en su entrada (Base), no sufra ninguna deformación en la salida (Colector o Emisor), o sea que conserve perfecta simetría y sus flancos ascendente y descendente se mantengan bien verticales. La corriente máxima que puede circular de colector a emisor está limitada por la tensión de polarización de Base y el Resistor o la carga del colector.

Polarización de un transistor NPN como Emisor Común En este caso el emisor está conectado a masa, se dice que este terminal es común a la señal de base y de colector. El utilizado en este caso un BC547 y estos son algunos de sus datos: 

Tensión Base-Colector (VCBO) = 12 V



Corriente de Colector (Ic) = 100mA = 0,1A

Cuando la base de Q1 se polariza positivamente, éste conduce la máxima corriente, que le permite Rc. Rc es la resistencia de carga, que bien podría ser un LED, un relé, etc. Ic = E/R = 12V / 2200 = 0,0054 = 5,4 mA Ib = E/R = 12V / 10000 = 0,0012 = 1,2 mA

Es decir la corriente total Colector-Emisor es 6,6mA. Conexión como seguidor emisivo:

En esta situación se toma la señal de salida desde el Emisor donde se encuentra la Resistencia de carga, observa que este esquema comparado al anterior tiene la misma fase de salida que la de entrada.

También hay casos en que necesitas que el transistor esté conduciendo permanentemente (estado de saturación) y que pase al corte ante la presencia de un pulso eléctrico, esto sería lo inverso de lo visto anteriormente, para lograr esto, los circuitos anteriores quedan como están y sólo se reemplazan los transistores por los complementarios, o sea donde hay un NPN se conecta un PNP. Cuando la señal es negativa En ocasiones se da el caso en que las señales lógicas recibidas son negativas o de nivel bajo, para entonces se puede utilizar un transistor PNP, por ejemplo: el BC557, que es complementario del BC547, para conseguir los mismos resultados. En la siguiente figura se representa esta condición, es decir, un acoplamiento con transistor PNP. Análisis para la conexión de un RELEVADOR El diodo en paralelo con la bobina del relé cumple la función de absorber las tensiones que se generan en todos los circuitos inductivos. Si la bobina del relé tiene 50 ohm de resistencia y funciona a 12 V, puedes calcular el consumo de corriente que tiene el relé, para así saber que transistor utilizar: Ic = E/R = 12V / 50 = 0,24 = 240 mA

Con este resultado no se puede utilizar el BC547, cuya corriente máxima es de 100mA, pero si lo puede hacer un BC337, es conveniente no superar el 50% de la corriente que entregan los transistores. Ahora bien, si la señal que se aplique a la base del transistor tiene la suficiente amplitud (tensión) y suficiente intensidad (Amper), no habrá dificultad y la corriente de base también será suficiente para saturar el transistor, que conmutará en forma efectiva el relé.

Montajes Darlington: En esta conexión se utiliza un BC337 (NPN) el cual si soporta los 240mA que se necesitaba anteriormente, pero además un transistor de baja potencia como el BC547 (NPN). En este tipo de montajes, hay que lograr previamente una ganancia en corriente y esta corriente aplicarla a la base del BC337, esta es la finalidad del montaje en Darlington. En este circuito el Transistor BC337 es el que recibe la carga del relé y el BC547 solamente soporta la corriente de base del BC337, además la ganancia se multiplica sin cargar la salida del componente que entrega la señal, ya que ahora la corriente que drena el 547 es tomada de la misma fuente y aplicada a la base del 337. De este modo la resistencia de base del 547 puede ser elevada ya que necesitamos una corriente mucho menor en la misma. En el siguiente gráfico se describe cómo lograr la conmutación de un relé con un transistor de salida NPN. Incluso utilizando tensiones diferentes. En esta situación como vemos es necesario agregar un transistor de baja potencia, ya que la corriente que debe manejar es la de base. Con la entrada en "1": El BC547 conduce y envía a masa la base del BC337 de este modo se mantiene el corte. Con la entrada en "0": El 547 pasa al corte y su colector queda "abierto", ahora sí se polariza la base del 337 y conmutando el relé.

Otro caso de conmutación con diferentes tensiones. Suponiendo que el consumo de un relé sea 200mA. Para los cálculos de polarización siempre se debe tomar el menor Beta-B-(hfe) que indiquen los manuales de los transistores, o sea que si dice 100 a 300, tomamos 100. Veamos que corriente de base se necesita de acuerdo a estos datos: Ib = Ic / Hfe = 200mA / 100 = 2mA Donde: 

Ib = Intensidad de Base (en mA)



Ic = Intensidad de Colector



Hfe = Ganancia

Ahora veamos qué valor de resistencia de base es necesario para lograr 2mA con una fuente de 5V, que es la salida que entrega el separador del ejemplo

R = E / I = 5V / 0,002A = 2500 ohm (un valor normalizado es 2k2)

Fuente de información: http://perso.wanadoo.es/luis_ju/edigital/qnpn_pnp.html

UNIDAD II SEMANA2 DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES Competencia a desarrollar: 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. Atributo: Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

El transistor bipolar (conocido universalmente con la simple denominación de transistor) es un elemento de circuito de tres terminales que puede cumplir la funciones de amplificador (operación lineal ) o llave (operación en la zona de corte y saturación), La diferencia entre el transistor NPN y PNP reside en el sentido de conducción, simbolizado por la flecha dibujada en el emisor. Por razones puramente convencionales se ha adoptado el sentido de circulación de la corriente desde los puntos del circuito con polaridad positiva hacia los puntos de polaridad negativa. Por lo expuesto, es evidente que las terminales de entrada del transistor conducirán solamente cuando la polaridad de los potenciales aplicados corresponda a la polaridad del diodo base-emisor Actividades del alumno: -Realizar la lectura del presente archivo, para realizar su introducción del reporte semanal -Integrando equipos (3 integrantes), realizaran los ejercicios propuestos calculando las resistencias, voltajes e interpretando las mediciones de corriente en el transistor. -Cada integrante de los equipos recopilara evidencias para enviar al profesor en su desarrollo. -Realizara una conclusión personal "lo que aprendí" cada integrante, en 10 a 15 renglones Enviara en formato electrónico la información, [email protected] Unidad II, Semana 2, fecha de entrega.- 12 de Marzo de 2016 Evaluación, será acorde a la siguiente lista de cotejo:

Lista de cotejo

M B

B

R

N O

Portada con Datos personales, de la institución y profesor

Realiza el circuito de Polarización de un transistor NPN Muestra las mediciones de corriente del transistor NPN Muestra el datasheet de los transistores utilizados Realiza y muestra un circuito con un relevador Inserta evidencias fotográficas del circuito de polarización PNP La introducción es acorde a la lectura Realiza los cálculos para su transistor utilizado El resumen personal "lo que aprendí", contiene los 10 renglones Utiliza el laboratorio virtual para demostrar los circuitos

Valor total de la calificación =3.0 Puntos