Como funciona transistor NPN con detalle (Clase 42)

ACADENAS

11 Jul 201915:00

Summary

TLDREn este video se explica detalladamente el funcionamiento del transistor bipolar de tipo NPN, destacando su estructura, sus tres terminales (colector, emisor y base), y cómo se utiliza en circuitos eléctricos. El presentador describe el comportamiento del transistor en las zonas de corte, activa y saturación, explicando cómo la corriente de base controla la corriente de colector y emisor. Además, compara el funcionamiento del transistor con un grifo para simplificar su comprensión. Al final, se invita a los usuarios a suscribirse y activar las notificaciones del canal para recibir más contenido educativo.

Takeaways

🔧 El video trata sobre el funcionamiento del transistor bipolar de unión NPN, el más común.
⚡ Los transistores bipolares se dividen en dos tipos: PNP y NPN. Este video se enfoca en el NPN.
🔌 Un transistor tiene tres terminales: colector, emisor y base. Entre la base y el emisor hay una unión PN, lo mismo entre la base y el colector.
🔄 El transistor NPN permite que una pequeña corriente en la base controle una corriente mayor entre el colector y el emisor.
📈 El transistor tiene tres zonas de operación: corte, activa y saturación, que dependen de la corriente en la base.
💡 En la zona de corte, no hay corriente entre colector y emisor, mientras que en la zona activa, la corriente aumenta con la corriente de base.
🚪 En la zona de saturación, el transistor permite el paso máximo de corriente entre colector y emisor, sin posibilidad de aumentar más.
🔍 La ganancia de corriente, llamada beta o hFE, es la relación entre la corriente de colector y la corriente de base, pero varía entre transistores.
💻 El transistor se comporta como una llave o grifo: la corriente de base controla la cantidad de corriente que pasa entre colector y emisor.
🛠️ Se deben considerar los valores máximos de tensión y corriente en los transistores para evitar daños en los circuitos.

Q & A

¿Qué tipos de transistores bipolares existen?
-Existen dos tipos de transistores bipolares: PNP y NPN. En este video se explica principalmente el transistor NPN, que es el más utilizado.
¿Cómo está estructurado internamente un transistor NPN?
-El transistor NPN está compuesto por tres semiconductores: dos de tipo N y uno de tipo P. Estos se organizan en tres terminales llamados colector, emisor y base.
¿Cómo se comportan las uniones PN en un transistor NPN?
-Entre la base y el emisor, y entre la base y el colector, hay una unión PN. Estas uniones funcionan como diodos, permitiendo el paso de corriente bajo ciertas condiciones.
¿Qué ocurre cuando no hay corriente en la base del transistor?
-Cuando no hay corriente en la base, no circula corriente entre el colector y el emisor, y el transistor está en estado de corte. En este estado, la corriente de colector es cero y la tensión entre colector y emisor es máxima.
¿Qué es la corriente de base y cómo afecta al transistor?
-La corriente de base es una pequeña corriente que circula entre la base y el emisor. Esta corriente controla la corriente mucho mayor que fluye entre el colector y el emisor. A mayor corriente de base, mayor será la corriente de colector.
¿Qué sucede cuando el transistor entra en la zona de saturación?
-En la zona de saturación, el transistor deja pasar la máxima corriente posible de colector a emisor. La tensión entre el colector y el emisor es mínima y el transistor no puede aumentar más la corriente de colector, aunque aumente la corriente de base.
¿Qué es la ganancia estática de corriente (hFE o β) de un transistor?
-La ganancia estática de corriente (hFE o β) es la relación entre la corriente de colector y la corriente de base en un transistor. Este valor varía dependiendo del transistor, y los fabricantes lo proporcionan como un rango mínimo y máximo.
¿Cómo afecta el valor de β al funcionamiento del transistor?
-El valor de β determina cuánta corriente de colector dejará pasar el transistor en función de la corriente de base. Sin embargo, no existen dos transistores con el mismo β exacto, por lo que siempre se da un rango y se diseña el circuito considerando el caso más desfavorable.
¿Qué significa que un transistor esté en la zona activa?
-Un transistor está en la zona activa cuando hay una relación directa entre el aumento de la corriente de base y el aumento de la corriente de colector. En esta zona, el transistor amplifica la corriente.
¿Cómo se puede entender el funcionamiento del transistor mediante la analogía de un grifo?
-El transistor puede compararse con un grifo. La corriente de base sería como la llave del grifo, que regula cuánta agua (corriente de colector) puede salir. Si el grifo está cerrado (corriente de base cero), no sale agua (corriente de colector cero). A medida que se abre la llave (se aumenta la corriente de base), más agua (corriente de colector) puede fluir, hasta llegar a un punto en que, aunque se siga abriendo, no sale más agua porque el caudal es máximo (zona de saturación).

Outlines

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💡 Introducción al transistor bipolar NPN

En esta sección, el narrador introduce el tema de los transistores bipolares, mencionando que existen dos tipos: PNP y NPN, siendo este último el más común. Se describe su estructura interna, compuesta por tres capas de semiconductores (dos de tipo N y una de tipo P) y se mencionan sus tres terminales: colector, emisor y base. También se hace una introducción a cómo identificar estos terminales y cómo funciona el transistor en los circuitos, prometiendo mostrar trucos para su uso.

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🔍 Funcionamiento básico del transistor NPN

Aquí se explica cómo el transistor NPN funciona mediante una corriente de base a emisor que, aunque pequeña, permite que una corriente mucho mayor circule entre colector y emisor. Se introduce el concepto de la corriente de base y cómo esta controla la corriente de colector, que a su vez depende de la ganancia del transistor (beta). Se menciona que sin corriente de base, el transistor está al corte y no conduce, pero al aumentar la corriente de base, también lo hace la corriente de colector.

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⚙️ Zona activa y saturación del transistor

Se explica el comportamiento del transistor en diferentes estados: corte, zona activa y saturación. En la zona activa, el transistor conduce y la corriente de colector aumenta al aumentar la corriente de base, mientras que la tensión colector-emisor disminuye. Al alcanzar la saturación, la corriente de colector ya no puede aumentar, incluso si se incrementa la corriente de base. Se enfatiza que en esta zona la relación entre corriente de base y colector ya no se cumple, a diferencia de la zona activa.

📏 Consideraciones sobre la beta y diseño de circuitos

Este segmento trata sobre la variabilidad de la ganancia (beta) entre diferentes transistores, explicando que los fabricantes proporcionan rangos de beta en lugar de valores fijos. Se recomienda diseñar circuitos teniendo en cuenta el valor más desfavorable de beta. También se repasan las tres zonas de operación del transistor (corte, activa y saturación), y cómo cada una afecta su comportamiento como una fuente de corriente dependiente.

🚰 Ejemplo práctico: El transistor como un grifo

El narrador compara el funcionamiento del transistor con el de un grifo, donde la corriente de base es similar a la apertura del grifo y la corriente de colector a la cantidad de agua que fluye. Explica que al aumentar la corriente de base, aumenta la corriente de colector, pero hay un límite más allá del cual, aunque se siga abriendo el grifo (aumentando la corriente de base), no aumentará más la corriente de colector. Este es el punto de saturación del transistor.

🔧 Polarización y límites máximos del transistor

En esta última parte, se habla sobre los valores máximos de operación de un transistor, como la tensión inversa aplicable, la corriente máxima de colector y otros parámetros clave en el diseño de circuitos. Se promete una futura explicación más detallada sobre cómo polarizar el transistor para que funcione en las tres zonas de operación (corte, activa y saturación). El vídeo concluye con una invitación a suscribirse al canal para más contenido educativo.

Mindmap

Keywords

💡Transistor bipolar

El transistor bipolar es un dispositivo electrónico que controla el flujo de corriente a través de tres terminales: emisor, base y colector. Este tipo de transistor tiene dos tipos principales: NPN y PNP. En el video se explica detalladamente el funcionamiento del transistor NPN, que es el más utilizado en aplicaciones electrónicas.

💡Transistor NPN

El transistor NPN es un tipo de transistor bipolar compuesto por dos capas de material semiconductor tipo N y una capa intermedia de material tipo P. En este video se menciona que el NPN es el transistor más común, y su funcionamiento básico se basa en permitir el paso de una corriente mayor entre colector y emisor controlada por una corriente menor entre base y emisor.

💡Terminales del transistor

Los transistores bipolares tienen tres terminales: emisor, base y colector. En el video se explica que la corriente fluye a través de estos terminales, y la base juega un papel crucial en el control de la corriente que fluye del colector al emisor. Cada terminal tiene un papel específico en el comportamiento del transistor dentro de un circuito.

💡Corriente de base

La corriente de base es la pequeña corriente que fluye entre la base y el emisor del transistor. En el video se señala que esta corriente es crucial para activar el transistor y permitir que una corriente mayor fluya entre el colector y el emisor. Se usa como mecanismo de control en la amplificación y conmutación.

💡Corriente de colector

La corriente de colector es la corriente principal que fluye entre el colector y el emisor, y es controlada por la corriente de base. En el video se explica que cuando la corriente de base aumenta, la corriente de colector también aumenta, permitiendo al transistor actuar como un amplificador de corriente.

💡Zona de corte

La zona de corte es un estado del transistor en el que no fluye corriente entre el colector y el emisor debido a la ausencia de corriente en la base. En el video se describe esta zona como una situación donde el transistor está apagado y la corriente de colector es cero.

💡Zona activa

La zona activa es la región de operación del transistor donde la corriente de colector es directamente proporcional a la corriente de base, controlada por el valor de beta. El video describe esta zona como la más importante para la amplificación, donde el transistor funciona correctamente permitiendo el control de la corriente.

💡Zona de saturación

La zona de saturación es un estado del transistor en el que la corriente de colector ha alcanzado su máximo y no puede aumentar más, incluso si la corriente de base sigue incrementándose. El video menciona que en esta zona, el transistor está completamente encendido y deja pasar la máxima corriente posible entre el colector y el emisor.

💡Beta del transistor

El beta es la ganancia de corriente del transistor, que indica cuántas veces la corriente de base se amplifica en la corriente de colector. En el video se menciona que este valor varía entre transistores y que no hay dos transistores idénticos, lo que obliga a los diseñadores a considerar valores mínimos y máximos de beta en sus cálculos.

💡Polarización del transistor

La polarización es el proceso de aplicar voltajes a las terminales del transistor para controlar su funcionamiento. En el video se habla de cómo la polarización directa entre la base y el emisor permite la conducción, y cómo la polarización inversa entre el colector y la base es importante en la zona activa para el correcto funcionamiento del transistor.

Highlights

Introducción al transistor bipolar y sus dos tipos: PNP y NPN, siendo el NPN el más comúnmente utilizado.

Explicación de la estructura interna del transistor NPN, que consiste en tres semiconductores: dos de tipo N y uno de tipo P.

Los tres terminales del transistor: emisor, colector y base, y la forma de identificarlos en un circuito.

El funcionamiento del transistor basado en la circulación de corriente entre la base y el emisor.

Comparación del transistor con un diodo entre la base y el emisor, y otro entre el colector y la base.

La corriente de base controla el paso de una corriente mayor desde el colector hacia el emisor.

Si no hay corriente de base, el transistor está en corte, y la corriente de colector es cero.

El transistor entra en la zona activa cuando la corriente de base incrementa, permitiendo que aumente la corriente de colector.

La tensión colector-emisor disminuye a medida que aumenta la corriente del colector.

El transistor alcanza la saturación cuando la corriente de colector ya no puede aumentar más, a pesar de un incremento en la corriente de base.

La ganancia de corriente del transistor, llamada beta (β), indica cuántas veces la corriente de colector es mayor que la de base.

La beta varía según el tipo de transistor, y los fabricantes no garantizan un valor exacto, sino un rango.

Comparación del transistor con un grifo: la corriente de base es como abrir la llave, y la corriente de colector es el flujo de agua.

La corriente de colector alcanza un máximo, como el flujo de agua de un grifo, cuando el transistor está saturado.

Es importante conocer los valores máximos de corriente y tensión que un transistor puede manejar, como la tensión inversa y la corriente máxima de colector.