Explique La Saturacion Dura y La Saturacion Suave en Un Transistor

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Página 1 de 3 Transistor Interruptor

El transistor como interruptor. La forma más fácil de utilizar un transistor es como interruptor, significa que debe operarse en el punto de saturación o de corte y no en alguna otra parte de la trayectoria de la línea de carga. Cuando un transistor se satura, actúa como un interruptor cerrado entre colector y emisor. Cuando un transistor está en corte, actúa como un interruptor abierto.

Figura 1. Transistor en Saturación

Figura 2 Transistor en Corte

Punto de Corte y Saturación. Cuando la corriente de base es cero (Ib = 0) se dice que e transistor es el punto de corte o en corte. En este punto, la corriente de de colector es extremadamente pequeña (Ic ≈ 0). En el punto de corte, el diodo emisor ha salido de polarización directa y la operación normal de transistor s se ha perdido. Con una buena aproximación, el voltaje colector-emisor (Vce) es igual a la tensión de la fuente Vcc.

VCE  VCC Cuando la corriente de colector alcanza un nivel máximo, y no continua amplificando la corriente de base, se dice que el transistor esta en saturación. La corriente de base que satura al transistor se denomina IB(saturación) . La corriente de colector de saturación se puede calcular así:

IC(sat) 

VCC RC

Reglas de diseño para el transistor en saturación. Saturación Suave: Significa que el transistor debe saturarse ligeramente, esto es, que la corriente de base sea suficiente para llevar al transistor a saturación. La saturación suave no es muy confiable en la producción en serie por la variación de β.

I B(sat) =

IC(sat) β

Si se desea calcular la resistencia de Rb en el circuito de la figura 3 que hace que circule la IB(sat) por el circuito se tiene:

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IB =

VBB - 0.7V RB

RB =

VBB - 0.7V I B(sat)

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Saturación Dura: Significa que tiene suficiente corriente de base para saturar el transistor para todos los valores de β. En el peor de los casos l de temperatura y corriente, casi todos los transistores de silicio de pequeña señal tienen una β mayor 10. Por lo tanto, una guía para el diseño en saturación dura es tener una corriente de base aproximadamente igual a la décima parte del valor de la corriente de saturación de colector.

I B(sat) =

IC(sat) 10

Por ejemplo si la corriente de colector de saturación es de 10mA, entonces la corriente de base de saturación es de 1mA; esto asegura que la saturación para todos los transistores, corrientes, temperaturas, etc. Ejemplo 1: Para el circuito de la figura 4a, calcular la corriente de saturación de colector y la corriente de base, cuando el interruptor esta cerrado; luego identifique si esta en saturación dura o suave. Cuando el interruptor esta abierto, no hay corriente de base por consiguiente, el transistor esta el cortes. El voltaje colector-emisor Vce = 10V.

Figura 3a Figura 3b. Cuando el interruptor esta cerrado el transistor esta saturado. Calculando de la corriente de colector de saturación

VCC 10V = Rc 1kΩ = 1mA

IC(sat) =

Calculo de la corriente de base:

IB =

VBB - 0.7V 10V - 0.7V = RB 10kΩ

= 0.93mA

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Como se observa la corriente de base es aproximadamente la decima parte de a corriente de saturación, lo cual es suficiente para producir una saturación dura. Ejemplo 2: En la figura 3b se muestra un circuito excitador de LED. Cuando el interruptor esta abierto no hay corriente de base, el transistor esta en corte y el LED está apagado. Cuando el interruptor esta cerrado, el transistor se satura y el LED se enciende. Suponiendo que el LED tiene una caída de de 2V, la corriente de LED es:

IC(sat) = I LED Vcc - VLED 15V - 2V = Rc 1.5KΩ = 8.6mA

=

Bibliografía: Principios de Electrónica. Malvino. McGrawHill. Tercera edición. Desarrollador por: Andrey Julián Rentería Scarpetta.