Este documento describe el uso de un transistor como un interruptor (switch) en un circuito electrónico. Explica cómo configurar el transistor en modo de corte y saturación para que funcione como un interruptor abierto o cerrado. También incluye cálculos para determinar los valores de resistencia necesarios para llevar al transistor a estos estados y permite comprobar experimentalmente que el transistor funciona efectivamente como un interruptor.

1. Universidad Autonoma de Baja California
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USO DEL TRANSISTOR COMO SWITCH
Marcos Marcos Fernando
e-mail: fmarcos@uabc.edu.mx
RESUMEN: El desarrollo de la practica consiste en
realizar un circuito con un transistor en configuración en
base común y utilizar el transistor como un switch, se
utilizaran led para ver que efectivamente funciona de
esta manera, lo que se pretende es llevar al transistor,
ya sea a su punto de corte o a su punto de saturación,
así funcionara como switch.
1 INTRODUCCIÓN
El transistor,inventado en 1951, es el componente
electrónico estrella,pues inició una auténtica revolución
en la electrónica que ha superado cualquier previsión
inicial. El desarrollo del transistor fue de gran
importancia,los primero transistores utilizados fueron los
tubos de vacio, estos fueron creados por lo científicos J.
A Fleming. Mas adelante surgieron mejoras en el
transistor creado se creo el diodo de tubo de vacio,
Tiempo mas tarde el científico Lee de Forest creo un
tercer elemento, este elemento se llamo rejilla de
control, esto era un amplificador, y se llamo tríodo.
Gracias a las invenciones de estos científicos se crearon
aparatos como la televisión de bulbos y también la radio
de bulbos, como se puede ver, la invención de estos
científicos trajo cambios importantes,los bulbos creados
se comercializaron. La industrias empezaron a crear y
diseñar nuevos transistores y mejores, el aumente de
estos componentes,provoco un cambio en el desarrollo
de tecnología, se aparatos tecnológicos eran mas
pequeños y mas eficientes que los antiguos. Las
características que contaban los nuevos diseños eran la
eficiencia, no se calentaban ni perdían calor,
amplificaban tensiones y corrientes y potencial y eran
mas pequeños. La realización de la practica es para el
uso del transistor como un switch, lo que se realizara
será obtener las corrientes de saturación del transistor,
también se colocara un push button en la base para
permitir el paso de voltaje, con esto haremos que el
transistor entre a saturación o a base, esta manera se
hará que el transistor funciones a manera de un switch.
2 TEORIA
Un relevador o relé eléctrico es un interruptor que está
controlado eléctricamente. Pueden ser energizados con
fuentes de alimentación AC (corriente alterna) o CC
(corriente continua).
Figura 2.
Importancia
Los relés se utilizan principalmente para conmutar a
distancia,y para la conmutación de alta tensión o de alta
corriente. Son particularmente valiosos porque pueden
controlar estas altas tensiones y corrientes con sólo un
pequeño voltaje o corriente en retorno. Otro uso
importante es para las líneas de alimentación de CA. Los
relés funcionan como interruptores de alimentación de
CA, y mantienen las señales de control con aislamiento
galvánico.
Tipos
Existen numerosos tipos de relés eléctricos. Por
ejemplo, los relés de enclavamiento con dos estados
biestables o relajados. Los relés de paso son también
llamados interruptores giratorios porque el brazo de
contacto puede girar. Los relés tipo "reed" tienen
bobinas envueltas alrededor de los interruptores de
láminas, y los relés de mercurio húmedas tienen
contactos con mercurio en ellos. Los relés de es tado
sólido no tienen partes móviles.
Mododeoperar
El relé típico opera tirando en un elemento móvil cuando
hay flujo de corriente suficiente. Este elemento móvil se
llama armadura.
Usos
Los relés son útiles como mecanismos de conmutación
para máquinas de pinball, estaciones de telefonía,
automóviles, etc.
Un transistor es un componente que tiene,
básicamente, dos funciones:
- Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una
PEQUEÑA señal de mando.
- Funciona como un elemento AMPLIFICADOR de
señales.
¿Cómo es físicamente un transistor?
Hay dos tipos básicos de transistor:
a) Transistor bipolar o BJT (Bipolar Junction
Transistor)
b) Transistor de efecto de campo, FET (Field Effect
Transistor) o unipolar
A) Transistor bipolar
Consta de tres cristales semiconductores (usualmente
de silicio) unidos entre sí. Según como se coloquen los
cristales haydos tipos básicos de transistores bipolares.
Figura 2.1.

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- Transistor NPN: en este caso un cristal P está
situado entre dos cristales N.Son los más comunes.
- Transistor PNP: en este caso un cristal N está
situado entre dos cristales P
La capa de en medio es mucho más estrecha que las
otras dos.
En cada uno de estos cristales se realiza un contacto
metálico, lo que da origen a tres terminales:
· Emisor (E): Se encarga de proporcionar portadores de
carga.
· Colector (C): Se encarga de recoger portadores de
carga.
· Base (B): Controla el paso de corriente a través del
transistor. Es el cristal de en medio.
B) Polarización del transistor
Se entiende por polarización del transistor las
conexiones adecuadas que hay que realizar con
corriente continua para que pueda funcionar
correctamente.
Figura 2.2.
Este montaje se llama con emisor común.
En este caso, el hecho de que el transistor esté en
funcionamiento significa que es capaz de conducir la
corriente desde el terminal colector hasta el terminal
emisor.
a) Corte: En este caso la corriente de base es nula (o
casi), es decir, IB = 0, por lo tanto, IC= β·IB= β·0 = 0
e IC= 0 En este caso, el transistor no conduce en
absoluto. No está funcionando. Se dice que el
transistor se comporta como un interruptor abierto.
b) Activa: En este caso el transistor conduce
parcialmente siguiendo la segunda expresión (IC=
β·IB). La corriente del colector es directamente
proporcional a la corriente de la base. Ejemplo: Si β
= 100, la corriente del colector es 100 veces la
corriente de la base.Por eso se dice que el transistor
amplifica la corriente.
c) Saturación: En este caso, el transistor conduce
totalmente y se comporta como un interruptor
cerrado. Este estado se alcanza cuando la corriente
por la base (IB) alcanza un valor alto. En este caso la
expresión (IC= β·IB) ya no tiene sentido pues, por
mucho que aumente el valor de la corriente de base
(IB), no aumenta el valor de la corriente de colector.
3 DESARROLLO
Para el desarrollo de la práctica es necesario
contar con el siguiente material.
- Protoboard
- Resistencia de 10kΩ
- Relevador
- Cable para puentear
- Transistor 2n2222 (En este caso)
- Push button
- Diodo Rectificador IN4007 (En este caso)
- Fuente de voltaje
- 2 pares de cable banana caimán
- Multímetro
Procedimiento.
Primero se inicio armando el circuito de la Figura 3
en el Protoboard.
Figura 3.
Lo que prosigue es realizar los cálculos para saber
en que momento de llevara al transistor al punto de corte
y de saturación,para esto se elige la beta o la ganancia
del transistor conveniente y las resistencia conveniente.
El circuito montado se aprecia en la siguiente
Figura 3.1, 3.2 y 3.3
Figura 3.1.
R1
1600Ω
Q1
2N2222
LED1
LED2
V1
24 V
S1A
Key = A
V2
5 V
D1
1N4007 K
K1
EMR011A12

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Figura 3.2.
Figura 3.3.
Posteriormente después de armar el circuito, se
procede a comprobar que el transistor efectivamente
este funcionando como un switch.
Primeramente se ajustan los voltajes que se
aplicaran al circuito, ya ajustados se enciende la fuente
de voltaje, esto se muestra en la Figura 3.4.
Figura. 3.4
Encendida la fuente se prosigue a observar como
se comporta,en la Figura 3.5 se puede observar que el
led (color azul ultra) del lado izquierdo esta encendido
cuando rama de la base esta abierta (el push button esta
mantiene abierto el circuito), por lo tanto el transistor
esta en el punto de corte.
Figura. 3.5.
Se comprueba que el transistor este en el punto de
corte, aquí el voltaje en Vce debe tener un voltaje de
cero, el resultado obtenido se puede apreciar en la
Figura 3.6.
Figura 3.6
Después de haber comprobado que realmente el
Vce estaba en cero, o sea que el transistor esta en corte
se prosigue ahora a cerrar el circuito en la base, y
comprobar que el transistor alcance la saturación. Se
presiona el push button para cerrar el circuito, se puede
observar en la Figura 3.7.
Figura 3.7.
Se puede observar muy levemente que el led (color
naranja) del lado derecho del Relevador esta encendido
(en la Figura 3.7), lo cual muestra que el transistor se ha
llevado al punto de saturación. Mientras se mantiene el
circuito en saturación se realizan la mediciones en la
base,colector y emisor del transistor,también se mideel
voltaje de Vce (Voltaje colector emisor).

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4 DATOS EXPERIMENTALES Y DATOS
CALCULADOS
Tabla 1.
Mediciones con transistor en Saturación
Ib Ic Ie Vce
427μA 85,5mA 89,1mA 0,5V
Cálculos realizados para obtener la Saturación del
Transistor.
- Obteniendo corriente de colector de máximo
para conocer la corriente máxima antes de
llevar a saturación al transistor.
𝑰 𝑪 =
𝑽 𝒄
𝑹 𝑪
=
24𝑉
1600Ω
= 15𝑚𝐴
- Obteniendo corriente de base máximo para
llevar a saturación al transistor. Aquí la beta
debe ser la mínima para poder tener una
corriente de base máxima.
𝑰 𝑩 =
𝑰 𝑪
𝜷
=
15𝑚𝐴
35
= 428.57𝜇𝐴
- Ahora se calcula la resistencia que se utilizara
en la base.
𝑉𝐵𝐵 − 𝑉𝐵 − 𝑅 𝐵 𝐼 𝐵 = 0
De la ecuación tenemos los valores de 𝑉𝐵 , y
𝑉𝐵𝐵 fue asignadas y la 𝐼 𝐵 anteriormente fue
calculada, por lo tanto despejamos Rb para
poder obtener su valor.
𝑹 𝑩 =
𝑽 𝑩𝑩 − 𝑽 𝑩
𝑰 𝑩
=
5 − 0.7
428.57𝜇𝐴
= 10033.36Ω
5 ANALISIS DE RESULTADOS
5.1 Discusión de la precisión y exactitud de
los resultados.
Los resultado obtenidos fueron correctos,surgieron
márgenes de error relativamente pequeños, pero estos
fueron debido a que las resistencias no tenían el valor
exacto de resistencia necesario para así poder obtener
resultados perfectos.
5.2 Análisis de los posibles errores en los
resultados.
No se obtuvieron resultados anormales, los
cálculos efectuados arrojaban datos muy semejantes a
los obtenidos prácticamente.
5.3 Descripción de cualquier resultado
anormal.
En el desarrollo de la práctica surgieron resultados
anormales debido a que el diodo no se coloco con la
polarización correcta,lo que ocasiono que se quemaran
tres transistores, pero se analizo bien la fuente del
problema y se soluciono todo.
5.4 Interpretación de los resultados
Los resultados obtenidos son muy confiables, una
vez mas comprobamos que lo teórico así como lo
práctico son exactamente lo mismo,se comprobó que el
transistor también puede utilizarse y funciona como un
switch
6 CONCLUSION
El desarrollar esta practica aumento nuestros
conocimientos acerca de el transistor, en lo personal no
sabia que también podía el transistor funcionar como
switch, fue muy interesante ver el funcionamiento
también del relevador,lo cual nunca había visto y menos
utilizado, el objetivo de la practica consistió en utilizar el
transistor como switch y se pudo comprobar
prácticamente que efectivamente funciona de esta
manera. En la practica surgieron problemas debido a
que hubieron errores en el montaje de circuito y esto
ocasiono que dañáramos varios transistores,pero de ahí
en fuera todo salió como se esperaba.
7 BIBLIOGRAFIA
http://www.conevyt.org.mx/educhamba/guias_emprendiz
aje/relevadores.pdf
http://www.circuitstoday.com/wpcontent/uploads/2009/03
/2n2222.pdf
http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/20
08/04/transistores.pdf
http://www.ehowenespanol.com/relevador-electrico-
sobre_145118/