Un transistor BJT es un transistor controlado por corriente de base, capaz de gobernar una corriente mayor entre colector y emisor.
Empezamos a destripar la familia de los transistores con el miembro más clásico: el BJT (Bipolar Junction Transistor).
Aunque hoy en día los MOSFETs dominan la electrónica de potencia, los BJTs (como el famoso BC547 o el 2N2222) siguen siendo imprescindibles para señal pequeña, amplificación analógica y conmutación de baja potencia.
La clave fundamental que debes grabar a fuego es que el BJT es un dispositivo controlado por corriente. Una pequeña corriente en su entrada gobierna una gran corriente en su salida.
Base, colector y emisor
Un transistor BJT tiene tres terminales, cada uno con una función específica:
- Emisor (E): por donde “emite” o circulan los portadores de carga.
- Base (B): el terminal de control (el grifo). Aquí inyectamos la corriente piloto.
- Colector (C): por donde se “recolecta” la corriente principal.
Dependiendo de cómo estén construidos internamente, tenemos dos sabores:
Lla corriente principal fluye del colector al emisor. Necesita voltaje positivo y corriente entrando en la base para activarse. (Es el más común).
- Regla mnemotécnica del símbolo: La flecha No Pincha → Sale hacia afuera.
La corriente convencional fluye del emisor al colector. Se activa llevando la base a una tensión suficientemente menor que la del emisor y extrayendo corriente de ella.
- Regla mnemotécnica del símbolo: La flecha Pincha → Entra hacia adentro.
En el 90% de tus proyectos de microcontroladores usarás NPN conectados como interruptor “low-side” (entre la carga y GND).
El factor de amplificación (
La beta (
Donde:
: corriente de colector (la “grande”). : corriente de base (la “pequeña”). : ganancia (suele ser entre 100 y 300 en transistores pequeños).
Si tienes un transistor con 1 mA por la base, permitirá pasar aproximadamente 100 mA por el colector.
Zonas de trabajo
Según cuánta corriente le demos a la base, el transistor puede estar en tres estados. Entender esto es la diferencia entre que tu circuito funcione frío y perfecto, o que salga humo.
Zona de corte (interruptor abierto)
Si no hay corriente en la base (
. - El transistor se comporta como un circuito abierto.
- Uso: estado “OFF” (0 lógico) en electrónica digital.
Zona activa (amplificador)
Si inyectamos una corriente moderada en la base, el transistor deja pasar una corriente proporcional (
- El transistor no está ni plenamente abierto ni cerrado. Está “estrangulando” el paso parcialmente.
- Uso: amplificadores de audio. Aquí es donde la señal de entrada se magnifica sin distorsionarse.
- El peligro: en esta zona el transistor disipa mucho calor, porque tiene corriente circulando (𝐼) y voltaje cayendo entre sus extremos (𝑉) simultáneamente (𝑃 = 𝑉 · 𝐼).
Zona de saturación (interruptor cerrado)
¿Qué pasa si metemos tanta corriente en la base que
- El voltaje entre colector y emisor (
) cae casi a cero (≈ 0,2 V). - Se comporta como un interruptor cerrado (o un cable).
- Uso: estado “ON” (1 lógico) en digital. Para encender relés, motores o LEDs.
Cálculo práctico: usar un NPN como interruptor
Este es el ejercicio “de batalla”. Tienes un relé que consume 100 mA y quieres activarlo con un pin de Arduino (5 V). Usaremos un transistor NPN (ej. 2N2222).
Objetivo: llevar el transistor a saturación (para que actúe como interruptor perfecto y no se caliente).
-
Datos:
. (miramos el datasheet y cogemos un caso conservador). (caída típica base-emisor).
-
Calcular corriente de base teórica: Para dejar pasar 100 mA, necesitamos al menos:
-
Aplicar factor de saturación (overdrive): Para asegurar que entra en saturación profunda y no se queda en zona activa (donde se quemaría), multiplicamos la corriente de base necesaria por un factor de seguridad (x3, x5 o x10). A esto se le llama saturación dura. Usemos un factor conservador (x5):
-
Calcular resistencia de base (
): Aplicamos la ley de Ohm en el circuito de entrada. Elección: una resistencia de 1kΩ es el valor estándar “comodín” perfecto para casi cualquier transistor pequeño en estas tareas.
Si la carga es inductiva, como un relé o solenoide, añade la red de protección apropiada. En una bobina DC con conmutación unidireccional suele ser un diodo flyback; otras topologías pueden necesitar una solución distinta.
Forzar una saturación excesivamente profunda reduce la caída, pero puede aumentar el tiempo de apagado. En conmutación rápida debemos equilibrar pérdidas de conducción, velocidad y corriente de base.
