Considere una resistencia de base que controle la cantidad de corriente que entra en la unión de base de un transistor de unión bipolar (BJT) para hacer que se conduzca en la región de saturación. Esta resistencia determina la cantidad de corriente de saturación Ib(sat) que fluye hacia la unión de base, y controla la cantidad de corriente de saturación Ic (sat) que fluye a través de las uniones de colector y emisor. Para la saturación dura, los ingenieros suelen utilizar un valor de ganancia de corriente continua hFE de 10.

Un transistor NPN requiere un voltaje positivo en la unión de base para encender y controlar una carga (RL), como un relé de baja tensión con un valor de resistencia conocido. En este tipo de aplicaciones de conmutación, requerimos que se comporte como un conmutador y se conduzca completamente en la región de saturación. Por lo tanto, se requiere un valor adecuado de resistencia de base para la conducción en esta región, y este valor es diferente para diferentes voltajes de conmutación de entrada. Hay dos calculadoras en esta sección de varias páginas del artículo, donde la primera es para cuando se conoce la resistencia de carga, mientras que la segunda es para cuando se conoce la corriente de carga.

Calculadora 1: Calcule Rb Cuando se conoce la resistencia de carga

Para usar esta calculadora, necesitará conocer el voltaje de conmutación de entrada (Vi), el voltaje de alimentación Vcc y la resistencia de carga RL.

Calculadora 2: Calcule Rb Cuando se conoce la corriente de carga

Para utilizar esta calculadora, necesitará conocer la tensión de conmutación de entrada (Vi), la tensión de alimentación Vcc y la corriente de carga iL.

hFE y Teoría de Corriente de colector

En la literatura de transistores, hay dos tipos diferentes de parámetros de ganancia con las mismas tres letras. La caja pequeña» hfe » representa la ganancia de corriente de señal pequeña o ganancia de CA, y no usamos este parámetro cuando usamos el transistor como interruptor. El parámetro «hFE» representa la ganancia de CC, y este es el parámetro a considerar. Al seleccionar el valor de hFE para fines de conmutación de transistores, siempre elegimos la calificación mínima como el peor de los casos porque queremos que el transistor se conduzca en la región de saturación. Para la saturación dura, los ingenieros generalmente eligen un valor de 10.

Recuerde que un transistor bipolar es un amplificador de corriente, porque una pequeña cantidad de corriente » Ib «a través de la base controla una mayor cantidad de corriente» Ic » que fluye a través de su colector. El tamaño de este flujo de corriente depende de un factor de ganancia conocido como «hFE», también a veces llamado ganancia de corriente CONTINUA, y beta. Por lo tanto, la corriente que fluye a través del colector es proporcional a la corriente base multiplicada por ganancia, como se muestra en la siguiente fórmula.

Ic = Ib × hFE

Sin embargo, el parámetro hFE no es una constante, porque un transistor puede tener muchas clasificaciones para diferentes corrientes de colector Ic. A menudo, a los estudiantes les resulta difícil visualizar la relación entre el hFE y la corriente de colector. El gráfico anterior muestra hFE en el eje y y corriente de colector en el eje x para un transistor de propósito general. Como puede ver, cuando la corriente del colector aumenta, hFE disminuye.

Cuándo usar transistores NPN y PNP

Es importante tener en cuenta que cuando el voltaje de conmutación a la unión base es positivo, es habitual usar un transistor NPN. Sin embargo, cuando la tensión de conmutación es de 0-V o negativa, se utiliza un transistor PNP para cambiar la carga. Por lo general, un transistor de propósito general como el PN2222 tiene una clasificación de colector (Ic) máxima de 600 mA CC. Si su carga requiere más corriente, entonces es de sentido común considerar transistores con una clasificación Ic más grande. Los ingenieros tienden a usar transistores Darlington en casos en los que se requieren mayores corrientes para impulsar cargas más grandes, como relés y motores.

Transistor NPN	Máxima de Colector de Corriente Ic
PN2222	600-mA DC
2N2222	800-mA DC
MPSA13/MPSA14	500-mA DC
2N3904/2N3903	200 mA DC

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