Electrónica aplicada – Aumento de frecuencia de conmutación en transistores BJT
Introducción
En el mundo de la electrónica, la eficiencia y rapidez son clave para el desarrollo de circuitos avanzados. Una técnica efectiva para mejorar la velocidad de conmutación en transistores de unión bipolar (BJT) es la adición de un capacitor en paralelo con la resistencia de base. Esta sencilla modificación puede reducir significativamente los tiempos de carga y descarga del transistor, optimizando su rendimiento en aplicaciones de alta frecuencia y velocidad. En este artículo, exploraremos en detalle cómo implementar esta técnica y los beneficios que aporta a tus proyectos electrónicos.
Tabla de contenido
EA – Aumento de frecuencia de conmutación en transistores BJT 1
Fundamentos teóricos
Definiciones
Los transistores de unión bipolar (BJT) son dispositivos semiconductores utilizados para amplificar o conmutar señales electrónicas. Existen dos tipos: NPN y PNP, dependiendo de la disposición de sus capas de material semiconductor. La velocidad de conmutación es la rapidez con la que el transistor puede pasar de un estado de conducción a uno de corte, o viceversa.
Un capacitor, o condensador, es un componente electrónico que puede almacenar y liberar carga eléctrica. Puede utilizarse para mejorar la velocidad de conmutación de un transistor BJT.
Análisis y diseño
Apariencia e identificación
Identificaciones
Los transistores BJT se identifican por su tipo (NPN o PNP) y por su encapsulado, que puede variar según el fabricante.
Ilustración 1 – Transistores bipolares
Los capacitores externos pueden ser de diferentes tipos, como cerámicos, de película o electrolíticos, según la aplicación.
Ilustración 2 – Capacitores y sus símbolos
Tipos
Ilustración 3 – Circuitos con transistor NPN y PNP
Matemática y medición
Gráficas y fórmulas
Las fórmulas que rigen la velocidad de conmutación en un BJT involucran los tiempos de carga y descarga de la capacitancia de la base, así como la constante de tiempo asociada al capacitor externo.
Ilustración 4 – Circuito conmutador sin el transistor de aceleración
Ilustración 5 – Circuito conmutador con el transistor de aceleración
Mediciones
Las mediciones clave incluyen la velocidad de conmutación, los tiempos de subida y bajada de la señal, y la ganancia de corriente.
Aplicaciones y ejemplos
Aplicaciones
Este método es útil en aplicaciones de alta frecuencia, como amplificadores de radiofrecuencia, conmutadores de alta velocidad, y circuitos digitales.
Ilustración – Inversor
Vídeo teórico
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Experimento
Objetivo
1. Como único objetivo, está en evidenciar como al colocar un capacitor entre la resistencia de base, cambia la manera de conmutar el transistor, mejorándolo altas frecuencias.
Vídeo experimental
Conclusiones
En conclusión, la incorporación de un capacitor en paralelo con la resistencia de base de un transistor BJT es una técnica efectiva para mejorar su velocidad de conmutación. Esta modificación simple pero poderosa reduce significativamente los tiempos de carga y descarga, lo que resulta en un rendimiento optimizado, especialmente en aplicaciones de alta frecuencia y alta velocidad. A través de un análisis detallado y ejemplos prácticos, hemos visto cómo esta técnica puede ser aplicada para superar las limitaciones inherentes de los transistores BJT, ofreciendo soluciones avanzadas para la electrónica moderna. Al adoptar este enfoque, los diseñadores de circuitos pueden lograr una mayor eficiencia y rapidez, llevando sus proyectos a nuevos niveles de desempeño.
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Referencias
- electronics.stackexchange.com
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