Transistor como interruptor BJT - Corte y Saturación

Summary

Este video ofrece una guía básica para configurar un transistor bipolar como interruptor, útil para controlar un relé. Se analiza la selección de componentes, incluyendo el relé y el transistor, y se explica cómo diseñar el circuito con resistencia de base, pull down y diodo de escape. Se calcula la corriente de base y se simula el circuito con CircuitLab para verificar su funcionamiento. Finalmente, se prueba el circuito en el laboratorio, mediendo la corriente y tensión para asegurar que el transistor se sature correctamente y el relé se active, confirmando la efectividad del diseño.

Takeaways

• 😀 El video ofrece una guía básica para configurar un transistor bipolar como interruptor para controlar un relé.
• 🔍 Se analiza la necesidad de conocer las especificaciones técnicas del relé y el transistor, como la tensión de la bobina y la corriente que soporta.
• 🛠️ Se selecciona un relé de 5 voltios y un transistor 2N3904 para este ejemplo, debido a su disponibilidad y características técnicas adecuadas.
• 🔢 Se calcula la corriente de base necesaria para el transistor, basándose en la corriente de la bobina del relé y la ganancia del transistor.
• 🔨 Se explica la importancia de elegir correctamente las resistencias para evitar que el transistor no se sature o que no entre en modo de conmutación.
• 🔌 Se utiliza una configuración de emisor común para el diseño del circuito, que incluye resistencias limitadoras y un diodo de escape para protección.
• 💡 El video destaca la necesidad de simular el circuito antes de construirlo en el laboratorio para verificar su funcionamiento y ajustar los valores de componentes si es necesario.
• 🔋 Se menciona el uso de herramientas en línea como CircuitLab para simular circuitos eléctricos y visualizar el flujo de corriente y otros parámetros.
• 🔬 Se realiza una medición práctica del circuito en el laboratorio con instrumentos como amperímetros y voltímetros para verificar los cálculos teóricos.
• 👨‍🏫 El video es una lección educativa para aquellos interesados en aprender sobre el uso de transistores como interruptores y la construcción de circuitos de control de relés.
• 📢 El video está patrocinado por PSM Way, un servicio de prototipado de PCB, destacando la importancia de la prototipación y ensamblaje de circuitos personalizados.

Q & A

¿Qué es un transistor bipolar y cómo se utiliza como interruptor en el script?

Un transistor bipolar es un componente electrónico que puede funcionar como un interruptor, permitiendo el corte y la saturación de corriente. En el script, se utiliza para controlar un relé, actuando como un conmutador que permite o interrumpe la corriente eléctrica.

¿Qué es un relé y cómo se menciona en el script?

Un relé es un dispositivo que utiliza una pequeña cantidad de corriente para controlar una carga eléctrica más grande. En el script, se menciona un relé de 5 voltios (5V) con una bobina de 79.4 mA como ejemplo para demostrar cómo se controla con un transistor.

¿Cuál es el propósito de la resistencia limitadora de base mencionada en el script?

La resistencia limitadora de base se utiliza para controlar la cantidad de corriente que fluye hacia la base del transistor, lo que a su vez controla la cantidad de corriente que el transistor permite fluir hacia el colector.

¿Qué función cumple la resistencia de pull down en el circuito descrito?

La resistencia de pull down mantiene la salida del transistor a cero (corte) cuando no hay tensión de control, asegurando que el transistor no se active accidentalmente.

¿Por qué se utiliza un diodo de sentido (freewheeling) en el circuito?

El diodo de sentido se utiliza para proteger el transistor y otros componentes del circuito de picos de corriente inducidos cuando la bobina del relé se desactiva, permitiendo que la energía acumulada se descargue de manera segura.

¿Cómo se calcula la corriente de base en el transistor según el script?

La corriente de base se calcula dividiendo la corriente de colector (79.4 mA) por la ganancia del transistor (40), lo que da aproximadamente 1.98 mA.

¿Qué es la tensión de base-emisor (Vbe) y cómo se utiliza en el cálculo de la resistencia R2?

La tensión de base-emisor (Vbe) es la diferencia de tensión entre la base y el emisor de un transistor. Se utiliza para calcular la resistencia R2, que es la tensión de base-emisor (0.65V) dividida por la corriente de base.

¿Cómo se determina la resistencia R1 en el circuito?

La resistencia R1 se determina utilizando la ley de Ohm, dividiendo la tensión de entrada del microcontrolador (3.3V) menos la caída de tensión de Vbe (0.65V), por la corriente de base más la corriente a través de R2.

¿Por qué es importante que el transistor se sature en el circuito?

Es importante que el transistor se sature para que actúe como un interruptor eficiente, permitiendo que la corriente fluya libremente cuando está en estado ON y cortando completamente la corriente cuando está en estado OFF.

¿Cómo se realiza una simulación del circuito en el script?

Se utiliza una herramienta en línea llamada 'circuit.js' para simular el circuito, donde se colocan los componentes y se ajustan los valores de acuerdo con los cálculos realizados, permitiendo observar el comportamiento del circuito en diferentes condiciones.

¿Qué se observa en la simulación y cómo se compara con los cálculos teóricos?

En la simulación, se observa que los valores de corriente y tensión se ajustan a los cálculos teóricos, mostrando que el transistor se comporta como se esperaba y que el circuito está funcionando correctamente.