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| Cálculo de la resistencia mínima de carga de un transistor |
En la publicación anterior donde vimos como construir la recta de carga de un transistor, se explicó la importancia del valor de la resistencia de carga en cuanto a la amplificación de tensión y de potencia; sin embargo, con cualquier tipo de transistor no se puede alcanzar cualquier amplificación. Existen unos valores máximos que limitan las características del transistor y de la resistencia de carga que se puede usar, y uno de los que hay que tener más en cuenta es el de la potencia máxima que puede disipar el transistor. Esta viene dada por el producto IC x VCE, y si se sobrepasa la que indica el fabricante se produce un fenómeno de avalancha térmica que destruye la estructura interna del semiconductor.
Tanto el fabricante como los manuales de características de transistores especifican la potencia máxima de cada tipo de transistor y partiendo de este dato se puede calcular la resistencia mas pequeña que se puede poner como carga al transistor. Para comprender mejor la forma de determinar el valor de la mínima resistencia se expone su cálculo para un transistor cuya potencia máxima es de 30 mW, con una tensión de alimentación de 9 V.
Se comenzarán definiendo 5 ó 6 puntos en IC / VCE, en los que pueda trabajar el transistor justo con la máxima potencia. Por ejemplo, escogemos 5 puntos de IC: 3, 5, 6, 7 y 10 mA, en los cuales, teniendo en cuenta que W = VCE x IC, el valor de VCE = W / IC . Veamos la siguiente tabla de valores:
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| Tabla valores recta carga de un transistor |
Colocando estos 5 puntos en un gráfico IC / VCE y uniéndolos se obtiene una curva denominada de máxima potencia, que se representa en la siguiente gráfica.
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| Curva de máxima potencia de un transistor |
La curva de máxima potencia divide el gráfico en dos zonas: una, en la que puede trabajar el transistor, porque todos sus puntos tienen una potencia inferior a 30 mW, y otra, llamada zona prohibida, en la que si funciona el transistor en cualquiera de sus puntos se destruye por disipar más del máximo de potencia admitido.
Teniendo en cuenta, en el ejemplo que se resuelve, que la alimentación del transistor es de 9 V, se conoce el punto común a todas las rectas de carga (el punto A) con IC = 0 y VCE = 9 V. De este punto partirán todas las rectas de carga correspondientes a las resistencias que se coloquen en el colector del transistor, y como interesa conocer la de menor valor, la recta de carga que determina esa resistencia será la de máxima pendiente permitida, o sea, la tangente a la curva de máxima potencia que parte del punto común A, tal como se ha reflejado en la siguiente gráfica.
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| Gráfica recta de la resistencia mínima de carga y curva máxima potencia de un transistor |
Suponiendo que la recta de carga para la resistencia mínima sea tangente a la curva de máxima potencia en el punto C, dicho punto, con IC = 6 mA y VCE = 5 V, define la resistencia, cuyo valor se obtiene aplicando la ley de Ohm, trabajando el transistor en ese punto como se presenta en la imagen siguiente.
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| Circuito de transistor con la resistencia mínima de carga |
Si se coloca una resistencia menor de 666,66 Ω, al tener la recta de carga mayor inclinación o pendiente, penetraría en la zona prohibida y se destruiría el transistor.
Escrito por Archie Tecnology
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