6.1. Amplificador con transistor

Del tema de "Semiconductores....." recordarás que cuando se habló del transistor se dijo de él que puede funcionar como interruptor y como amplificador. No vamos aquí a volver a extendernos con su funcionamiento, sino que nos vamos a centrar en la última de sus aplicaciones, la amplificación; que básicamente consistía en que por medio de una corriente de base muy débil (apenas uno miliamperios) podíamos controlar una corriente mucho mayor entre colector-emisor.
Icono IDevice Actividad1

Recuerda que en un transistor había dos relaciones muy significativas:

  • Beta β de un transistor: relación entre la corriente de colector y de base. En los polímetros nos la encontramos indicada por las siglas hFE

Esta relación es lo que se conoce como ganancia de un transistor y es la que nos interesa. Su valor suele rondar 100, aunque puede variar, incluso existen transistores superbeta.

  • Alfa α de un transistor: es la relación entre la corriente de colector y emisor y su valor es prácticamente la unidad, ya que Ic≈Ie

Para explicar la función amplificadora de un transistor vamos a tomar como ejemplo un transistor PNP en montaje emisor común, tal y como indica la figura. En principio no consideraremos el generador de señal alterna y procederemos a determinar la recta de carga del transistor.

Transistor PNP en emisor común con señal alterna en la entrada

Imagen 34: Transistor PNP en emisor común con señal alterna en la entrada.
Fuente: Elaboración propia.

Podemos representar en una gráfica las corrientes de base Ib sobre unos ejes coordenados en los que el eje de abscisas representa las tensiones C-E y el eje de ordenadas la corriente de colector Ic. Esta gráfica representa varias zonas claramente diferenciadas: la zona de corte (área amarilla en la imagen), donde no se alcanza una tensión base-emisor suficiente y el transistor se comporta como un circuito abierto y la zona de saturación (área azul en la imagen), en la que la tensión colector -emisor es cero y la corriente de colector máxima, aquí el transistor se comporta como un cortocircuito. El resto es lo que se conoce como zona activa o lineal, por ser este el comportamiento del transistor, es decir es la zona en la que el transistor amplifica, siendo controlado por la intensidad de la base.


Curvas características de un transistor PNP

Imagen 35: Curvas características de salida en transistor PNP.
Fuente: Elaboración propia.

En la gráfica hemos representado ya la recta de carga que como sabemos sus puntos se determinan según las ecuaciones:

  • Punto de corte en el eje de ordenadas: VCE=0
  • Punto de corte en el eje de abscisas: ic=0
Si consideramos un punto intermedio de trabajo del transistor, por ejemplo para una corriente de base de 3mA y ahora introducimos una señal alterna con el generador que hemos incluido en el circuito, que tenga un valor máximo de 2mA (representada por la onda azul); podemos observar como para una oscilación de la corriente de base de ±2 mA, tendremos una oscilación mucho mayor en la corriente del colector, tal y como indica la imagen inferior.
Amplificación de la corriente de colector

Imagen 36: Amplificación de la corriente de colector en un transistor PNP.
Fuente: Elaboración propia.

Es evidente pues, el efecto amplificador del transistor y como puedes imaginar existen distintas configuraciones según se trate de un transistor PNP o NPN y si el montaje se realiza en configuración emisor común, como el aquí explicado o si se realiza en colector y base común. Así mismo puede darse el caso de que la amplificación conseguida con un transistor no sea suficiente y se haga necesario utilizar varias etapas amplificadoras.
« Anterior | Siguiente »