Los transistores NPN son componentes fundamentales en la electrónica. Con ellos puedes amplificar o utilizarlos como interruptores de encendido y apagado.
El transistor NPN explicado de forma sencilla
Puedes imaginar el transistor NPN como un sándwich: Tienes tres capas, una encima de la otra. Para cada una de estas tres capas tienes una conexión:
- La base (B)
- El colector (C)
- Y el emisor (E)
El término NPN indica el orden de carga de estas capas: N significa negativo (es decir, carga n) y P significa positivo (es decir, carga p). Esto significa que el transistor tiene dos uniones p-n.
El transistor NPN es un transistor bipolar. Bipolar significa que para la misma función, tanto los electrones como los «huecos» están en movimiento.
Estructura
El transistor NPN consta de dos capas dopadas con n y una capa dopada con p (la capa P entre las capas N).
- La capa N, que se supone que es el emisor, está mucho más dopada que las otras dos capas (simbolizadas por n^{++})
- El dopaje del colector (simbolizado por n^+) se encuentra entre el dopaje del emisor y el de la base
- La capa p es muy fina en comparación con las dos capas n
- De cada capa semiconductora, un terminal apunta al exterior. A estas conexiones se pueden conectar fuentes de voltaje
El voltaje entre el colector y el emisor se llama V_CE.
\large{V_{CE}}El voltaje entre la base y el emisor V_BE.
\large{V_{BE}}Las corrientes correspondientes se denominan corriente de base I_B y corriente de colector I_C.
\large{I_{B}}\\ \large{I_{C}}Nota: Si tienes un circuito delante, la corriente siempre se muestra en el sentido práctico de la misma. Esto significa, por ejemplo, que mientras los electrones e- fluyen del emisor al colector, el circuito muestra la dirección opuesta. En el símbolo del circuito se ve entonces la corriente de colector I_C que fluye del colector al emisor. Lo mismo ocurre con la corriente de base.
Aplicación del transistor NPN
Es posible amplificar una entrada de corriente (la corriente de base) con el transistor NPN. La relación entre la salida y la entrada, es decir, entre la corriente de colector y la corriente de base, se denomina factor de amplificación de la corriente y se representa con letra B. En lugar de la letra B, a veces se encuentra la letra griega beta.
\beta = \frac{I_{C}}{I_{B}}Este factor puede estar entre 4 y 1000.
Por ejemplo, para B = 50, se obtendría cincuenta veces esa cantidad como salida para una determinada corriente de base I_B, es decir, 50 * I_B. Sin embargo, no se puede elegir una entrada arbitrariamente grande. Cada transistor tiene una corriente de base máxima permitida. Si la superas, el transistor se estropeará.
Al poder controlar fácilmente el flujo de corriente a través de las fuentes de tensión externas, también se puede utilizar el transistor NPN como interruptor.
Resumen
Por último, he aquí un breve resumen del transistor NPN:
- El transistor NPN es un transistor bipolar con tres terminales: Base (B), Colector (C) y Emisor (E)
- El NPN le indica el orden de dopaje: N significa negativo y P positivo
- Puedes imaginar las dos uniones p-n como dos diodos con sus «puntas» apuntando en direcciones opuestas
- Incluso una pequeña corriente de base puede provocar una gran corriente de colector. Los electrones fluyen del emisor al colector
- Puedes utilizar un transistor NPN no sólo para amplificar la corriente, sino también como interruptor para cambiar entre «Encendido» y «Apagado»
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