Permite manejar grandes intensidades de corriente por medio de otras pequeñas. Basado en materiales semiconductores (germanio, silicio, ). Tienen 3 terminales o patas (base B, colector C y emisor E). Usos: interruptor automático amplificador de señal eléctrica 1
Según: EJEMPLOS DE TRANSISTORES composición encapsulado potencia máxima tensión e intensidad de sus terminales 2
EL TRANSISTOR Inventado en los Laboratorios Bell (EE.UU) en 1947. Supuso un gran avance en la industria electrónica, sobretodo en las telecomunicaciones. Inventores también de: láser, fibra óptica, telefonía móvil, satélites de comunicaciones, el sistema operativo UNIX, Permitió la miniaturización de los receptores de radio y su portabilidad (más pequeños y funcionan con poca energía pilas o batería). Las válvulas de vacío tienen mejores características para la calidad del sonido. 3
ORDENADORES: CIRCUITO DIGITAL 01010011 Los primeros funcionaban con relés, que después fueron sustituidos por válvulas de vacío. El primer ordenador programable tenía más de 17.000 válvulas, medía 30m de largo, pesaba más de 30 Tm y consumía 200 kw de potencia eléctrica (lo que una pequeña ciudad). Ahora se hacen con transistores pues pueden fabricarse varios cientos de miles de transistores interconectados por cm2 y en varias capas superpuestas. Pueden realizar miles de millones de operaciones por segundo (antes 5.000 operaciones por segundo), con un consumo ínfimo. Vídeos de apoyo: https://www.youtube.com/watch?v=9jkj-wlepmy https://www.youtube.com/watch?v=3vipukoyl2s 4
ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS DEL TRANSISTOR Requiere una tensión muy baja y corriente alta. Consume poca energía (muy interesante para uso con baterías). Muy pequeño y muy poco peso (no tiene piezas móviles). Pequeño, rápido, fiable, poco costoso, buenas caract. energéticas. SEMICONDUCTOR 5
TRANSISTOR DE UNIÓN BIPOLAR (regla nemotécnica para recordar la dirección de la flecha: PeNetra ) Éste es el más usual (regla nemotécnica para recordar la dirección de la flecha: No PeNetra ) OTROS TRANSISTORES: - de contacto puntual - de efecto campo (JFET, IGFET, MOSFET) - fototransistor 6
FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR Funcionamiento en corte: la corriente no pasa. (circuito abierto) Funcionamiento en activa: pasa una cantidad de corriente según la apertura de la base. (amplificación) Funcionamiento en saturación: pasa corriente sin dificultad. (circuito cerrado) 7
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1-TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR (en conmutación) a) Encendido de un LED. Una sola pila o batería El pulsador hace llegar una pequeña corriente a la base (la resistencia impide que llegue mucha). 9
b) Circuito con LDR. Una sola pila o batería El pulsador anterior se ha sustituido por una LDR, que regula el paso de corriente, dependiendo de la luz que recibe. El transistor actúa como un interruptor automático (sin necesidad de pulsar). 10
2-TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR Una pila o batería Cuanta más corriente se aplica en la base, más corriente circula entre el colector y el emisor (hasta un límite). La corriente sigue las fluctuaciones de la base, pero con más intensidad (amplificada). Uso en aparatos de radio, televisores, audífonos y otros aparatos electrónicos. 11
Amplificación: La corriente que circula por la base es insuficiente para activar cualquier dispositivo, pero la corriente que pasa por el colector sí puede activarlos. Ganancia de un transistor (β): Es el nº de veces que se multiplica la corriente que entra por la base (la relación entre las intensidades de base y colector: β = IC / IB). Par de Darlington: la ganancia total se obtiene multiplicando las ganancias individuales. Conseguimos circuitos más sensibles. 12
ESTUDIO DE CIRCUITO ELECTRÓNICO ACTIVADO CON LDR LDR: La resistencia variable según la luz permite paso o no de corriente. Relé: apertura y cierre de un circuito de alta intensidad mediante circuito de media intensidad. Transistor: apertura y cierre automáticos por medio de una intensidad muy pequeña (gran seguridad). Necesita una resistencia previa para protegerlo. Diodo 1N4007 en paralelo con la bobina del relé: Para evitar que la sobretensión que produce el relé al desconectarse queme los transistores. Potenciómetro (RV): Regula la cantidad de luz necesaria para activar13el circuito.
SI EL CIRCUITO ANTERIOR LO QUEREMOS ACTIVAR CUANDO NO HAY LUZ, TENEMOS DOS OPCIONES a) Utilizando un contacto normalmente cerrado en el relé (esta opción es más sencilla): b) Cambiando el orden de la resistencia LDR y el potenciómetro: 14
ESTUDIO DE CIRCUITO ELECTRÓNICO CON NTC O PTC ACTIVIDAD 1: Diseñar un sistema de control que nos permita subir una cortina (accionada por un motor eléctrico) cuando se supere una temperatura. 15
CIRCUITO ELECTRÓNICO ACTIVADO CON LDR Y CON INVERSIÓN DE GIRO ACTIVIDAD 2: Se pretende diseñar un circuito que permita subir y bajar una cortina (accionada por un motor eléctrico) en función de la iluminación que tenga la estancia. Notas: El recorrido superior e inferior de la cortina debe estar limitado por sendos finales de carrera. Se debe instalar un interruptor de activación del sistema de control. El accionamiento del motor debe ser totalmente automático. CON LUZ BAJA: NO CONECTA EL RELÉ (el motor gira en un sentido) CON MUCHA LUZ: SÍ CONECTA EL RELÉ (el motor gira en sentido contrario) 16
CIRCUITO ELECTRÓNICO CON SENSOR DE TEMPERATURA Y LED ACTIVIDAD 3: Diseñar un circuito que nos permita conectar un ventilador cuando en una estancia se sobrepase una temperatura que ajustaremos mediante un potenciómetro. Cuando no se llegue a esta temperatura el sistema nos avisará encendiendo un led verde. Notas: Utilizar como sensor de temperatura una NTC. Para activar/desactivar el circuito de potencia, se deberá emplear un relé. Recuerda: el LED necesita una resistencia que lo proteja. CON TEMPERATURA BAJA: NO CONECTA EL RELÉ (el motor no gira y el LED está encendido). CON TEMPERATURA ALTA: SÍ CONECTA EL RELÉ (el motor gira y el LED se apaga). 17
CIRCUITO ELECTRÓNICO CON SENSORES ACTIVIDAD 4: Diseñar un circuito que nos permita activar un sistema de riego en función de la humedad del terreno. Nota: Utilizar como sensor de humedad dos cables que insertados en el terreno permitirá que pase electricidad cuando haya la suficiente humedad. El sistema de riego se puede esquematizar como una electroválvula que permite o no el paso de agua (utilizar el símbolo eléctrico del motor). Cuando el terreno esté suficientemente húmedo se deberá activar un LED verde. SI LA TIERRA NO TIENE HUMEDAD (=pulsador no cerrado): NO CONECTA EL RELÉ (el motor gira = el riego está activado) y el LED no se enciende. SI LA TIERRA TIENE HUMEDAD (=pulsador cerrado): SÍ CONECTA EL RELÉ (el motor no gira = el riego está desactivado) y el LED se enciende. 18
ESTUDIO DE CIRCUITO: ROBOT SEGUIDOR DE LUZ 19
ESTUDIO DE CIRCUITO ELECTRÓNICO: INVERNADERO 20
ESTUDIO DE CIRCUITO ELECTRÓNICO: TEMPORIZADOR SIN CONECTAR: el LED no se enciende. CONECTADO: el LED (o punto de luz) se enciende y el condensador se carga. DESCONECTADO: el LED (o punto de luz) se mantiene encendido mientras queda carga en el condensador. 21
ESTUDIO DE CIRCUITO ELECTRÓNICO: CIRCUITO DE MEMORIA, BIESTABLE O FLIP-FLOP (capaz de recordarnos lo último que ha sucedido) Los transistores trabajan en conmutación (si uno conduce la corriente, el otro no). La secuencia comienza con el LED verde encendido. Accionamos el pulsador de la izquierda: se enciende el LED rojo y se apaga el verde (el LED verde deja pasar algo de corriente, pero no la suficiente para encenderse, aunque sí es ampliada por el transistor, permitiendo que por el LED rojo pase la corriente necesaria para activarlo). Accionamos el pulsador de la derecha: se enciende el LED verde y se apaga el rojo. 22