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3.1 Primer proyecto (El transistor como interruptor electrónico)
3.1 Propósito
Construir un circuito utilizando un transistor 2N2222 para comprobar que una pequeña corriente aplicada a la base puede controlar una corriente mayor, funcionando como un interruptor electrónico.
3.2 Introducción
En la actualidad, la mayoría de los dispositivos electrónicos utilizan transistores para controlar el paso de la corriente eléctrica. Gracias a ellos funcionan computadoras, teléfonos celulares, robots, sistemas de alarma y sensores automáticos.
En esta práctica aprenderás el funcionamiento básico del transistor 2N2222 como interruptor electrónico y comprobarás cómo una pequeña corriente puede controlar el encendido de un LED.
3.3 Marco teórico
3.3.1 ¿Qué es un transistor?
Un transistor es un componente electrónico semiconductor que permite controlar el paso de la corriente eléctrica.
Puede utilizarse como:
- Amplificador de señales.
- Interruptor electrónico.
En esta práctica se utilizará como interruptor.
3.3.2 El transistor 2N2222
El transistor 2N2222 pertenece al tipo NPN, en la vista frontal el pin izquierdo es negativo, el pin de en medio es positivo y el pin derecho es negativo. Así se representa también con las letras mayúsculas NPN.
Es “bipolar”
Se le llama bipolar porque en su funcionamiento participan dos tipos de portadores de carga eléctrica para permitir el paso de la corriente eléctrica:
- Electrones (carga negativa).
- Huecos (carga positiva).
Es “de unión”
Se llama de unión porque está fabricado uniendo tres capas de material semiconductor.
En un transistor NPN, las capas son:
N – P – N
Cada cambio de un material a otro forma una unión.
Por eso existen dos uniones:
- Unión Base-Emisor (BE).
- Unión Base-Colector (BC).
Está formado por tres terminales:
Base (B)
Recibe una pequeña corriente que controla el funcionamiento del transistor.
Colector (C)
Es la terminal por donde entra la corriente principal.
Emisor (E)
Es la terminal por donde sale la corriente hacia el negativo de la batería.
Circuito
3.3.3 ¿Cómo funciona como interruptor?
Cuando la base no recibe corriente, el transistor permanece apagado y no permite el paso de corriente entre el colector y el emisor.
Cuando la base recibe una pequeña corriente, el transistor se activa y permite el paso de una corriente mayor, encendiendo el LED.
Por esta razón se dice que el transistor funciona como un interruptor electrónico.
3.3.4 ¿Por qué se utiliza una resistencia en la base?
La base del transistor necesita únicamente una pequeña corriente para funcionar.
Si se conectara directamente a la batería, circularía demasiada corriente y el transistor podría dañarse.
La resistencia de 10 kΩ limita esa corriente y protege al transistor.
Con una batería de 9 V, la corriente aproximada que entra a la base es de 0.83 mA, suficiente para activar el transistor sin dañarlo.
3.4 Materiales
- 1 batería de 9 V
- 1 clip para batería
- 1 transistor 2N2222
- 1 LED
- 1 resistencia de 470 Ω
- 1 resistencia de 10 kΩ
- 1 pulsador (o un cable puente)
- 1 protoboard
- Cables para conexión
3.5 Procedimiento
Paso 1
Coloca el transistor sobre el protoboard.
Verifica que las terminales estén correctamente identificadas.
Paso 2
Conecta el LED en serie con la resistencia de 470 Ω.
Paso 3
Conecta el colector del transistor al LED.
Paso 4
Conecta el emisor al negativo de la batería.
Paso 5
Conecta una resistencia de 10 kΩ entre el pulsador y la base del transistor.
Paso 6
Conecta la batería de 9 V.
Paso 7
Observa el LED sin presionar el pulsador.
¿Qué sucede?
Paso 8
Ahora presiona el pulsador.
¿Qué ocurre?
Paso 9
Suelta nuevamente el pulsador.
¿Qué sucede con el LED?
3.6 Observaciones
Explica con tus propias palabras qué ocurrió cuando presionaste el pulsador.
3.7 Conclusión
¿Qué aprendiste acerca del funcionamiento del transistor?
3.8 Cuestionario
1. ¿Qué tipo de transistor se utilizó en esta práctica?
a) PNP
b) NPN
c) MOSFET
d) Darlington
2. ¿Cuántas terminales tiene un transistor 2N2222?
a) Dos
b) Tres
c) Cuatro
d) Cinco
3. ¿Cómo se llaman sus terminales?
a) Ánodo, cátodo y base.
b) Base, colector y emisor.
c) Positivo, negativo y tierra.
d) Entrada, salida y tierra.
4. ¿Cuál es la función de la base del transistor?
a) Alimentar el LED.
b) Controlar el funcionamiento del transistor.
c) Limitar la corriente del LED.
d) Conectar la batería.
5. ¿Por qué se utiliza una resistencia de 10 kΩ en la base?
a) Para aumentar el voltaje.
b) Para limitar la corriente que entra a la base y proteger el transistor.
c) Para encender el LED.
d) Para disminuir el voltaje de la batería.
6. ¿Qué ocurre cuando la base recibe corriente?
a) El transistor permite el paso de corriente entre el colector y el emisor.
b) El transistor se apaga.
c) El LED se desconecta.
d) La batería deja de funcionar.
7. ¿Qué componente indica visualmente que el circuito está funcionando?
a) El transistor.
b) La resistencia.
c) El LED.
d) El pulsador.
8. ¿Cuál es la función principal del transistor en esta práctica?
a) Generar energía.
b) Funcionar como un interruptor electrónico.
c) Almacenar electricidad.
d) Medir corriente.
9. ¿Qué sucedería si se conectara la base directamente a la batería sin resistencia?
a) No ocurriría nada.
b) El transistor podría dañarse por exceso de corriente.
c) El LED brillaría menos.
d) La batería aumentaría su voltaje.
10. Explica con tus propias palabras por qué el transistor se considera un interruptor electrónico.
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