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Explicación de las especificaciones del transistor

Explicación de las especificaciones del transistor

Hay una gran cantidad de transistores bipolares disponibles tanto para dispositivos con plomo como para montaje en superficie. Estos han sido diseñados para cumplir con una variedad de aplicaciones diferentes en todas las áreas de la electrónica.

Para definir los parámetros de un transistor, se utilizan muchas especificaciones diferentes. Cada una de estas especificaciones de transistor define un aspecto del rendimiento del transistor.

Los fabricantes de transistores emiten hojas de especificaciones para sus transistores que normalmente se encuentran en Internet, aunque hace años los ingenieros solían estudiar libros de datos para encontrar la información.

Para el diseño de circuitos electrónicos, la selección del transistor correcto necesitará varios de los parámetros del transistor para cumplir con los requisitos del circuito. Por lo tanto, será necesario ajustar cuidadosamente una variedad de parámetros.

No todos los parámetros son eléctricos, aspectos como el tamaño del paquete y si el dispositivo es un transistor de montaje en superficie, es decir, un dispositivo de montaje en superficie. Dado que la mayoría de los ensamblajes de PCB ahora utilizan tecnología de montaje en superficie para ayudar a la fabricación electrónica automatizada de productos y equipos, la mayoría de los transistores fabricados en estos días son transistores SMD.

Si bien la mayoría de los transistores fabricados en estos días son transistores SMD debido a las técnicas de ensamblaje de PCB automatizadas que se utilizan, todavía hay muchos dispositivos con plomo. Los números de pieza de transistores específicos normalmente están disponibles como versiones con plomo y también para transistores SMD con las mismas especificaciones eléctricas, aunque aspectos como la disipación de calor serán diferentes debido a los diferentes estilos de paquetes.

Parámetros de especificación de transistor

Hay una serie de parámetros estándar con abreviaturas que se utilizan para definir el rendimiento de un transistor. Las definiciones de estos parámetros se describen en la siguiente tabla:

  • Teclea un número: El número de tipo del dispositivo es un identificador único que se le da a cada tipo de transistor. Esto permite verificar los datos completos de sus especificaciones en la hoja de datos del transistor del fabricante para investigar su rendimiento.

    Hay tres esquemas internacionales que se utilizan ampliamente: esquema europeo Pro-Electron; US JEDEC (los números comienzan con 2N para transistores); y el sistema japonés (los números comienzan con 2S).

    Además de simplemente dar un número de tipo estandarizado a los transistores, estos esquemas pueden proporcionar información sobre el rendimiento del transistor. El esquema europeo Pro-Electron es particularmente bueno para esto, ya que distingue entre diferentes tipos de transistores, por ejemplo, un BC109 es un transistor de silicio de baja potencia de frecuencia de audio y un BFR90 es un transistor RF de baja potencia.


  • Polaridad: Hay dos tipos de transistores: transistores NPN y transistores PNP. Es importante elegir el tipo correcto, de lo contrario, todas las polaridades del circuito serán incorrectas.

    Los transistores NPN se utilizan más ampliamente. Ofrecen un mejor rendimiento que los transistores PNP porque los electrones son los portadores mayoritarios y su movilidad es mayor que la de los huecos, que son los portadores mayoritarios en los transistores PNP. Los circuitos básicos para transistores NPN también encajan bien con la tierra negativa que se usa normalmente en los sistemas de CC.

  • Material: Una especificación clave del transistor que se dará para cualquier transistor es el material del que se fabrica t. El principal tipo de material utilizado para los dispositivos semiconductores es el silicio.

    Aunque se encuentran disponibles otros materiales como el germanio y el arseniuro de galio, el silicio es el más popular porque es más barato de procesar y además de esto, los procesos son más avanzados que para otros materiales. Como se utiliza para muchos otros dispositivos semiconductores, existen muchos beneficios de escala y tecnología disponibles.

    El silicio ofrece un buen rendimiento general con un voltaje de encendido de la unión del emisor base de alrededor de 0,6 voltios; es de 0,2 a 0,3 voltios para el germanio.

  • VCBO: Este parámetro es el voltaje de ruptura del colector a la base de un transistor bipolar. Es el voltaje máximo de base del colector; nuevamente, generalmente se mide con el emisor en circuito abierto. Este valor no debe excederse en el funcionamiento del circuito.

    Este parámetro es importante porque alguna corriente de fuga fluirá entre el colector y la base, lo que provocará que la pieza se caliente. Alternativamente, un voltaje excesivo puede dañar la unión de la base del colector. Dado que el transistor bipolar puede sufrir daños en los terminales, no se debe exceder esta clasificación e idealmente el transistor debe funcionar con un buen margen en la mano.

    En funcionamiento, la unión colector-base tiene polarización inversa y fluirá una pequeña corriente inversa (ICBO. A medida que aumenta el voltaje inverso, aumenta el campo eléctrico en la región de agotamiento de la unión de la base del colector y la corriente inversa comienza a aumentar a medida que los portadores minoritarios obtienen suficiente energía para generar pares de electrones huecos que luego aumentan la corriente inversa. Eventualmente ocurre una avalancha. Esto limita el voltaje máximo que se puede aplicar al transistor.

    VCBO es típicamente mayor que VCEO porque con el terminal de base del BJT abierto, cualquier corriente de fuga también será la misma que la corriente de base aplicada externamente, y esto es amplificado por el transistor. Esto hará que fluya aún más corriente a través del dispositivo, calentándolo y por esta razón, VCEO es a menudo menor que VCBO.

  • VCEO: Voltaje de ruptura de colector a emisor. Esta especificación de transistor es el voltaje máximo que se puede colocar desde el colector al emisor. Normalmente se mide con el circuito abierto de la base, de ahí la letra "O" en la abreviatura. Durante la etapa de diseño del circuito electrónico, es esencial asegurarse de que este valor no se exceda en funcionamiento, de lo contrario pueden ocurrir daños. Idealmente, el transistor debería funcionar con un buen margen en la mano.

    A menudo, solo se debe permitir que el voltaje máximo aumente al 50 o 60% del valor máximo para un funcionamiento confiable. Tenga en cuenta que para los circuitos que utilizan inductores en el circuito del colector, el voltaje del colector puede aumentar al doble del voltaje del riel.

    Si el voltaje aplicado entre los terminales del colector y del emisor es alto, y un mayor número de portadores comienza a difundirse en la región del colector desde la base. Esto hace que el diodo emisor de base en el transistor bipolar comience a polarizarse hacia adelante, y esto hace que la corriente fluya entre el colector y el emisor, aunque no se haya aplicado ninguna corriente de base externa. Cuando un cierto voltaje, VCEO, se alcanza el transistor puede encenderse por completo y, en algunos casos, esto puede resultar en daños en los terminales del dispositivo.

  • yoC: La especificación de corriente del colector del transistor se define normalmente en miliamperios, pero los transistores de alta potencia se pueden cotizar en amperios. El parámetro importante es el nivel máximo de corriente de colector. Esta cifra no debe excederse, de lo contrario, el transistor puede sufrir daños.
  • VCEsat: El voltaje de saturación del emisor del colector, es decir, el voltaje a través del transistor (de colector a emisor) cuando el transistor está encendido. Normalmente se cotiza para una base particular y valores de corriente de colector.

    En estas circunstancias, el voltaje entre el colector y el emisor es más pequeño que en la unión del emisor de la base; a menudo, es de alrededor de 0,2 voltios.

  • hFE & hfe: Esta es la ganancia de corriente para un transistor expresada como un parámetro h o parámetro híbrido. La letra "f" indica que es una característica de transferencia directa y la letra "e" indica que es para una configuración de emisor común. El valor de hfe es aproximadamente lo mismo que β.

    Se ven dos versiones de este parámetro: hFE se refiere al parámetro medido en condiciones de CC, mientras que hfe se refiere al parámetro para señales AC.

  • PIE: Transición de frecuencia: esta especificación de transistor detalla la frecuencia en la que la ganancia de corriente cae a la unidad. Normalmente, el transistor debería funcionar muy por debajo de esta frecuencia.
  • PAGSnene: Disipación de potencia total para el dispositivo. Normalmente se cotiza para una temperatura ambiente externa de 25 ° C a menos que se indique lo contrario. La disipación real a través del dispositivo es la corriente que fluye a través del colector multiplicada por el voltaje en el dispositivo.
  • Tipo de paquete: Los transistores se pueden montar en una variedad de paquetes según sus aplicaciones. Hay dispositivos con plomo estándar que aparecen en una variedad de paquetes; estos paquetes normalmente cumplen con los estándares JEDEC y comienzan con las letras TO, que representan el contorno del transistor. A esto le sigue un guión y un número que suele tener hasta tres dígitos.

    Los tamaños de componentes con plomo populares incluyen TO5 (caja de metal, diámetro de la tapa de 8,1 mm), TO18 (caja de metal con un diámetro de la tapa de 4,5 a 4,95 mm) y TO92 (también conocido como SOT54, caja de plástico de diferentes tamaños pero con plomo en línea recta espaciado de 1,27 mm).

    Los transistores de montaje en superficie, transistores SMD se utilizan en grandes cantidades porque la mayor parte de la fabricación de componentes electrónicos y el ensamblaje de PCB se llevan a cabo utilizando técnicas automatizadas y la tecnología de montaje en superficie se presta a esto. Los tamaños populares incluyen los contornos SOT-23 y SOT-223.

  • Esquemas de marcado y codificación de transistores: La mayoría de los transistores que se utilizan tienen números de pieza que se ajustan a los esquemas JEDEC o Pro-Electron. Números como BC107, BC109, 2N2222A y muchos más son muy familiares para cualquier persona involucrada en el diseño y la fabricación de productos electrónicos.

    Sin embargo, cuando se utilizan técnicas automatizadas de ensamblaje de PCB y dispositivos de montaje en superficie, se encuentra que muchos transistores son demasiado pequeños para llevar el número completo que podría usarse en una hoja de datos. Como resultado, se ha desarrollado un sistema de codificación bastante arbitrario, mediante el cual el paquete del dispositivo lleva un código de identificación simple de dos o tres caracteres.

    Esto normalmente se puede acomodar en los pequeños paquetes de diodos de montaje en superficie. Sin embargo, identificar el número de tipo del fabricante de un diodo SMD a partir del código del paquete puede no ser fácil a primera vista. Hay algunos libros de códigos SMD útiles disponibles que proporcionan los datos para estos dispositivos.

Hay muchos elementos diferentes en las especificaciones de los transistores, tanto transistores con plomo como de montaje en superficie. Para satisfacer la demanda de fabricación de productos electrónicos, existe una gran variedad de transistores entre los que elegir. Sin embargo, todavía es relativamente fácil elegir un transistor cuando se utiliza un conocimiento básico de las diferentes especificaciones y parámetros del transistor.

Para aplicaciones de propósito general, muchos transistores serán suficientes, pero para aplicaciones más especializadas es esencial seleccionar el tipo correcto de transistor.

Ver el vídeo: Cómo Funciona un Transistor Que es un Transistor (Octubre 2020).