Autor: Agustin Gonzalez Redondo. M Rocío García de la Fuente.
A continuación, vamos a conocer dos nuevos componentes electrónicos, sobre los que plantearemos algunos circuitos que si bien ya no son tan sencillos se pueden realizar sin demasiadas complicaciones.
El primero de ello es el transistor (figura 1): el transistor es un elemento electrónico que toma una pequeña cantidad de electricidad y la amplifica. En comparación con otros elementos electrónicos su funcionamiento es un poco más complicado.
Para comenzar un transistor dispone de tres pines, emisor, base y colector, cuya
disposición va a depender del modelo de transistor que tengamos, es importante mirar su hoja de características para instalarlo correctamente (figura 2).
Existen, además, dos tipos de transistores NPN y PNP, sin entrar mucho en detalle el primero de ellos, el más utilizado para pequeños trabajos de electrónica, se
dispone, salvando las diferencias, como dos diodos colocados de forma opuesta (figura 3), donde, además, la zona central (tipo P) se reduce considerablemente y se conecta a un nuevo terminal. En cuanto al tipo PNP, su disposición es similar pero al contrario, en este caso la zona central es tipo N. En este aspecto y en cuanto a funcionamiento se podría escribir muchísimo más, pero nos quedaremos con la siguiente idea de funcionamiento, distribuida en varias zonas de trabajo que dependen de la corriente que llega la base del transistor (figura 4).
- Zona de corte: El transistor no funciona, no fluye corriente entre el colector y el emisor debido a que la corriente que llega al transistor no es suficiente.
- Zona activa: Una vez superado el valor mínimo de corriente mínimo que llega a la base existe una relación lineal entre la corriente en dicha base y la corriente que circula por el colector. La constante de proporcionalidad entre dichas corrientes es lo que se denomina ganancia (1), y se puede medir con un multímetro (figura 5).
(1)
- Zona de saturación: la proporcionalidad entre la señal en el colector y la corriente que circula por el mismo finaliza cuando la primera alcanza un determinado valor, a partir del cual el transistor se satura y por mucho que aumente la corriente en la base el transistor no permite que fluya más corriente entre el colector y el emisor.
Así pues, y teniendo todo lo anterior en cuenta, la elaboración de circuitos con transistores tiene que ver con la gestión del flujo eléctrico hacia la base, sino llega corriente suficiente, no funciona y cuando supera un determinado valor la corriente circula por el colector y el emisor.
El segundo de los elementos va a ser una resistencia que varía en función de la cantidad de luz que recibe, se denominan LDR (Light Dependent Resistor) (figura 6). Las LDR se fabrican con un cristal semiconductor fotosensible como el sulfuro de cadmio (CdS) que es sensible a un rango amplio de frecuencias lumínicas, desde la luz infrarroja, pasando por la luz visible, y hasta la ultravioleta.
El valor de resistencia eléctrica de una LDR es bajo cuando la luz incide sobre ella, y muy alto cuando está a oscuras. De esta forma, introduciendo este componente en un circuito, el flujo eléctrico se puede derivar hacia la base o alejarla de ella para obtener una respuesta del circuito. La LDR es por tanto un dispositivo de entrada.
El siguiente circuito (figura 7), realizado empleando los programas gratuitos Fritzing (placa protoboard) y Kicad (esquema electrónico), de transistores NPN, pretende iluminar un diodo Led cuando sobre la LDR incida un haz de luz. Su funcionamiento es muy sencillo:
- Si la LDR está a oscuras, su resistencia es muy elevada y la cantidad de corriente que circula hacia la base es muy pequeña, por lo que el diodo no se enciende al no pasar corriente por el colector.
- Cuando se ilumina el detector, baja considerablemente el valor de su resistencia y el flujo de corriente se deriva hacia la base del transistor. Permitiendo el paso de la corriente desde el diodo hacia el colector (la resistencia colocada en la parte inferior controla la cantidad de corriente que se deriva hacia la base, oponiendo resistencia al paso directo hacia el negativo del circuito).
Cuando la corriente en la base es muy pequeña para poder ser detectada y amplificada correctamente, se emplean dos transistores en tandem, que permiten proporcionar gran cantidad de ganancia. A esta disposición de transistores se denomina par Darlington (figura 8), y un ejemplo de su utilización está en los detectores de humedad como el de la figura 9.
Su funcionamiento es muy sencillo, al introducir los electrodos en agua, tierra húmeda o simplemente tocarlo con los dedos, llega una pequeña corriente a la base del primer transistor, permitiendo éste el paso de corriente hacia la base del segundo que se satura y enciende el led. Cuando la tierra no tenga humedad, no pasará corriente por el circuito de transistores y la lámpara permanecerá apagada. La lámpara puede ser sustituida por un relé que conecte y desconecte una bomba de agua, tendremos así un sistema de riego automático.
Por último y para finalizar, hemos realizado una modificación del primer circuito, figura 10, cambiando de posición la LDR, observa el circuito y trata de adivinar el flujo de la corriente eléctrica cuando la LDR recibe luz o está a oscuras. ¿Qué ocurre? ¿Cuál es su funcionamiento?.
AUTORES: M. ROCÍO GARCÍA DE LA FUENTE Y AGUSTÍN GONZÁLEZ REDONDO
