Sígueme también en:
Siguenos en Facebook Síguenos en Twitter Siguenos en YouTube Siguenos en Blogger

sábado, 1 de octubre de 2016

TutoBreve. Transistores. La serie TIP



Mis redes sociales:
Youtube: Mi canal de Youtube, donde están todos mis vídeos
Twitter: @Terrazocultor
Facebook: Terrazocultor
Instagram: Fotos, esquemas, dibujos...


TUTOBREVES
Transistores de la serie TIP

Indice

1. Transistores TIP, los comodines de la electrónica
2. Tabla con los transistores bipolares TIP mas usuales
3. Tipos NPN y PNP
4. Tensiones que soportan
5. Intensidades máximas
6. Frecuencia de transición
7. Encapsulados
8. Orden de los terminales
9. Disipadores térmicos
10. Ejemplo de uso de transistores TIP: Pequeño inversor 12-220V
11. Otros transistores de la serie TIP: Tipo Darlington y alto voltaje
12. El vídeo
13. Otros vídeos que pueden interesarte
14. Toda mi colección de vídeos de Youtube




1. Transistores TIP, los comodines de la electrónica


TIP viene de "Texas Instrument Power", pues esta fue la compañía que a principio de los años 60 diseñó estos transistores, que aún siguen usándose por su sencillez, economía y fiabilidad.


Esta serie de transistores es un verdadero comodín de la electrónica. Son transistores multiuso que pueden ser montados en infinidad de circuitos: Fuentes de alimentación, inversores, osciladores, amplificadores...
Fig 1. Transistor TIP

Valen para muchas aplicaciones siempre y cuando las exigencias no sean extremas. Por ejemplo, no sirven para frecuencias muy altas, ni para potencias muy grandes, ni para ganancias muy altas. Pero siempre nos valdrán para usos no muy exigentes "de andar por casa".

A la derecha, un transistor TIP35C







2. Tabla con los transistores bipolares TIP mas usuales

Que conste que la tabla siguiente no contiene todos los transistores TIP, pero sí los más usuales, los que nos van a resolver la mayoría de las ocasiones. Hay más tipos, como los de alto voltaje y los Darlington, que los veremos en el punto 11 de este mismo artículo.

Figura 2:  Tabla con los transistores TIP mas usuales




3. Tipos NPN y PNP

Según la tabla del anterior punto 2, estos transistores están organizados, en filas, por parejas de transistores complementarios (uno NPN a la izquierda y su igual pero complementario PNP a la derecha).

Vemos que los NPN siempre tienen un código con un número impar, mientras que los PNP siempre tienen un número par.

Así que la regla mnemotécnica para saber si estos transistores son NPN o PNP sería algo como esto:

NPN -->  "No Par"
PNP -->  "Par"

Por ejemplo,...

el TIP 33C es un NPN
...y el TIP 34C (el complementario del TIP33C), un PNP

Esta regla no es válida con todos los transistores TIP, sólo con los que aparecen en esta tabla de la figura 2, con códigos del 29 al 42



4. Tensiones que soportan

Seguimos tomando como referencia la tabla del punto 2.

Justo después del número de código del transistor aparece (o no) una letra.

Esa letra (o su ausencia) indica la tensión emisor-colector máxima soportada por el transistor, tiene la siguiente interpretación:

- Sin letra: 40 voltios
- Letra "A": 60 voltios
- Letra "B": 80 voltios
- Letra "C": 100 voltios



5. Intensidades máximas


Fig 3. Intensidad de colector
En la tabla de la figura 2 tenéis las intensidades de colector máximas soportadas por cada tipo de transistor. Se aprecia que, según ascendemos en el número del código, las intensidades también suben, hasta llegar al tipo TIP35 y su complementario TIP36 con sus respetables 25 amperios. Hablamos de intensidad máxima mantenida en el tiempo, constante. Si hablamos de intensidad breve, en forma de pulso, la intensidad soportada es casi el doble.





Después vienen los TIP41 y su complementario TIP42 que "bajan" a 6 amperios, lo cual es una excepción en la forma en que están ordenados.

Desconozco la razón de esta "caprichosa" forma de asignar el código a un transistor, pero es fácil intuir que estos dos modelos TIP41 y 42 son mas modernos que los anteriores y se crearon para suplir un trecho "desierto" bastante ancho entre los tipos TIP31-32 (3 amperios) y los TIP33-34 (10 amperios). Con sus 6 amperios los TIP41-42 llenan ese espacio desierto.



6. Frecuencia de transición

Los transistores pueden trabajar como "llaves regulables" dejando pasar mas o menos corriente, y también pueden trabajar como conmutadores, como interruptores. La velocidad a la que pueden trabajar los transistores es muy alta: Miles e incluso millones de hertzios, pero todo tiene un límite.

Debido a las capacidades parásitas (indeseadas) del propio transistor, que aumentan conforme aumenta la frecuencia, llega un momento en que ese transistor reduce su ganancia a 1, es decir, no amplifica. La frecuencia a la que sucede esto es distinta para cada tipo de transistor y es conocida como frecuencia de transición. Es un parámetro importante en un transistor.

En la serie de transistores TIP esta frecuencia de transición es de unos 3 MHz

Lo que les permite trabajar en circuitos con frecuencias relativamente altas, pero no serían aptos para, por ejemplo, trabajar con señales de RF de radio comercial en FM que son de decenas de MHz.

En la figura 4 a continuación, una gráfica mostrando cómo la ganancia disminuye según aumentamos la frecuencia a la que se hace trabajar a un transistor.


Fig 4. Gráfica Ganancia-Frecuencia, con el punto de la frecuencia de transición. Para los TIP bipolares, 3 Mhz




7. Encapsulados

El encapsulado es el "estuche" o apariencia externa que tiene el transistor. 

Para esta serie TIP se utilizan dos: El TO-220 para las potencias bajas, y el TO-247 para las potencias medias. En la tabla 2 hay columnas mostrando el tipo de encapsulado para cada TIP.


Fig 5. Encapsulados utilizados en la serie TIP



8. Disipadores térmicos


Fig 6. Disipadores térmicos convencionales


Hay varios tipos de disipadores térmicos disponibles para estos encapsulados, los más comunes en la foto a la izquierda Fig.6. 

Se fijan al transistor de la forma habitual: Impregnamos con pasta térmica el transistor para facilitar la transferencia del calor y lo fijamos al disipador mediante tornillo y tuerca.






Fig 7. Izquierda, disipador convencional.
Derecha: Disipador de carpintería metálica
Os recuerdo la posibilidad de usar simples trozos de aluminio obtenidos de carpintería metálica para ventanas, marcos... como disipadores térmicos. Con muy poco dinero o incluso gratis podemos hacernos con unos buenos de estos perfiles de aluminio, y los iremos cortando a la medida según los vayamos necesitando. Fig 7.




Aconsejo usar disipadores térmicos en estos transistores a no ser que se les haga trabajar en un régimen muy "tranquilo", es decir, con intensidades muy por debajo de su máximo soportado.

Esto último lo digo porque el hecho de que un transistor aguante, digamos, hasta diez amperios, no significa que forzosamente vayan a pasar esos diez amperios en un circuito determinado. Si la intensidad que va a circular es mucho menor que la máxima permitida, podemos omitir el disipador. Es cuestión de "probar y ver". 

Ahorrar un disipador no atañe sólo a la economía y mayor sencillez, también supone un importante ahorro de espacio, y el montaje será menos susceptible de daños por golpes (Los disipadores, por su peso, tienen una importante inercia mecánica en caso de golpe).



9. Orden de los terminales


En TODOS los transistores TIP, incluyendo los Darlington y los de alto voltaje, el orden de los terminales es el de la siguiente figura:


Fig 8. Orden de los terminales en transistor TIP



10. Ejemplo de uso de transistores TIP: Pequeño inversor 12-220V


Fig 9. Sencillo inversor usando dos TIP

En uno de mis vídeos utilicé dos transistores TIP para hacer un pequeño inversor, concretamente dos del tipo TIP35C que soportan hasta 100V entre colector-emisor, y puede circular una corriente de hasta 25A por el colector. El TIP35C es uno de los más potentes de la familia TIP.

En esta foto de la izquierda, el inversor en donde destacan los dos
transistores TIP






11. Otros transistores de la serie TIP: De alto voltaje y Tipo Darlington

Además de los transistores bipolares que hemos visto hasta aquí en este post según la tabla de la figura 2, la serie TIP también cuenta con transistores de "alto voltaje".

TRANSISTORES TIP DE ALTO VOLTAJE

             Voltaje E-C

TIP47          250 V
TIP48          300 V
TIP49          350 V
TIP50          400 v

Los cuatro modelos anteriores pueden soportar hasta 1A de corriente de colector de forma continua ó 2 Amperios en breves instantes, van encapsulados en formato TO-220. El Datasheet de estos cuatro transistores es el mismo para los cuatro aunque se especifican las diferencias entre ellos.


TRANSISTORES TIP DE TIPO DARLINGTON

Figura 10: Tabla con los tipos Darlington de la serie TIP

Estos transistores, internamente, constan de dos transistores dispuestos según el esquema (mas abajo) de la figura 11, en donde se aprecia que la salida de un transistor es la entrada de otro, lo que le otorga una gran ganancia (amplificación). Los seis pines de los dos transistores están dispuestos de manera que al exterior del transistor sólo asoman tres terminales, como si de un transistor común se tratara: emisor, base y colector. De hecho, un Darlington tiene la misma apariencia exterior que un transistor bipolar "normal".

La característica principal de un transistor Darlington es su elevada ganancia.

En la tabla anterior (Fig. 10) también se puede ver una organización estructurada en cuanto a los códigos utilizados para estos transistores Darlington:

Si terminan en 0, 1, 2 son NPN, además, cada número significa:
0 -> aguanta 60V entre emisor-colector
1 -> aguanta 80V entre emisor-colector
2 -> aguanta 100V entre emisor-colector

...Y para los PNP acaban en 5, 6 y 7
5 -> aguanta 60V entre emisor-colector
6 -> aguanta 80V entre emisor-colector
7 -> aguanta 100V entre emisor-colector

En cuanto a la máxima intensidad de colector, según el código:
11x -> 2 amperios
12x -> 5 amperios
14x -> 10 amperios
En donde "x" puede ser 0, 1, 2 (NPN) o bien 5, 6, 7 (PNP)

Aquí la ganancia es netamente superior a la de los bipolares de la tabla dos, del orden de hasta 50 veces más (un valor de hasta 1000).

En cambio, la frecuencia de transición es menor que la de los bipolares:
Alrededor de 1 MHz (La de los bipolares es de unos 3 MHz)


Fig 11. Conexionado interno de un transistor Darlington




12. El vídeo







13. Otros vídeos que pueden interesarte

En el Tutorial de Electrónica Básica hay un capítulo dedicado a los transistores en donde se abordan un montón de temas como: Tipos de transistores, usos, curvas, ejemplos prácticos, polarizaciones, cómo medir transistores (saber si están bien o mal), encapsulados, disipadores térmicos, etc...





14. Toda mi colección de vídeos de Youtube

En Youtube, una "lista de reproducción" es una colección de vídeos, normalmente de una misma temática. A continuación tienes mis listas de reproducción:










Mis redes sociales:

7 comentarios:

  1. Hola !!, oye una duda, o bueno , antes , mil disculpas si no es el lugar para preguntar esto, tu me diras, pero de verdad que me acaba la duda: Hice un generador de energia con viento, como en uno de tus videos del 2013 y está muy interesante los resultados. Ahora, mi pregunta es ¿ Es verdad que con un generador basado con imanes de neodimio se pueden coseguir potencias mas elevadas ? indicame por favor como poder entrarle a algo así ...

    Gracias !!!

    ResponderEliminar
  2. Saludos Terrazocultor, hice un cargador para pilas AAA:
    https://www.youtube.com/watch?v=xCiYngO4uaY

    ResponderEliminar
  3. By going to Car Rental 8 you can find the most affordable car rental at over 50000 locations globally.

    ResponderEliminar
  4. Using Car Rental 8 you can discover the most affordable car hire at over 50,000 international locations.

    ResponderEliminar
  5. With Car Rental 8 you can discover cheap car hire from over 50000 international locations.

    ResponderEliminar