Dos familias de transistores de uso general aparecen como grandes vedetes de todos nuestros proyectos. Podemos decir que sin ellos no sería posible hacer ni la mitad de lo que hoy publicamos en materia de proyectos y lo que ya se ha publicado en los últimos 30 años. Estos pequeños dispositivos maravillosos hacen casi todo lo que podemos imaginar en electrónica y es muy importante que todo montador, estudiante, profesional de la electrónica conozca todas sus características y limitaciones. En este artículo hacemos justamente eso: vamos a enseñar cómo usar los semiconductores básicos de todos nuestros montajes: los transistores NPN y PNP BC548 y BC558 y sus parientes cercanos a los BC547, BC557, BC549 y BC559.
En prácticamente todas las listas de materiales de nuestros proyectos indicamos un transistor de uso general NPN o PNP de la serie BC548 o BC558.
La mayoría de los lectores sabe cómo obtener estos componentes y los utiliza sin mayores preocupaciones.
Sin embargo, el lector que tiene en su cajita de componentes diversos de esos pequeños maravillosos sabe lo que realmente son, cómo funcionan y cómo podemos usarlos en proyectos propios?
El lector también sabe que puede usarlos como equivalentes de cientos o incluso miles de transistores que se recomiendan en proyectos de revistas extranjeras o incluso nacionales más antiguos, sin problemas?
Conociendo las características de estos transistores el lector puede obtener mucho más de ellos y es justamente eso lo que vamos a enseñar en este artículo.
TRANSISTORES DE USO GENERAL
En la clasificación que normalmente se suele hacer de los transistores, el grupo de los "transistores de uso general" (TUG or General Purpose Transistor), aquel más tiene más elementos.
Este grupo está formado por transistores que tienen básicamente las siguientes características:
• Trabajan con tensiones en el rango de 10 a 50 volts típicamente.
• La corriente máxima de colector varía entre 30 y 200 mA
• La ganancia es media, pudiendo variar entre 100 y 800.
• El rango de frecuencias de corte varía entre 10 y 100 MHz, aunque están básicamente indicados para operar con señales de audio.
• La disipación máxima está en el rango de 50 a 500 mW.
Estos transistores normalmente se encuentran en el encapsulado plástico de baja disipación (SOT-54 o equivalente), como muestra la figura 1, y para los tipos más antiguos en encapsulación metálica.
Como vemos, aunque se indican para operar con señales de audio y corrientes continuas, estos transistores también pueden oscilar en algunos casos en frecuencias que llegan hasta el rango de FM.
Sin embargo, como esto no es por regla general, si necesitamos uno para este propósito, quizás tengamos que experimentar varios en un mismo lote hasta obtener un "que funcione".
El lector debe tener en cuenta que los transistores, como cualquier componente electrónico, poseen tolerancias.
Así, de la línea de fabricación es muy difícil que salgan dos transistores exactamente iguales, o sea, con todas las características teniendo exactamente los mismos valores.
Para un lote de transistores que es "sellado" con un mismo número, podemos tener enormes variaciones de ganancia, como muestra la figura 2.
Así, tomando como base el BC548 que es uno de los tipos abordados en este artículo, su ganancia puede variar entre 75 y 800.
El lector ya puede percibir que si se hace un proyecto que exija un transistor con ganancia 400 para un buen funcionamiento, una parte de los BC548 funcionará y otra no, conforme la ganancia esté por encima o por debajo de este valor! (figura 3)
En nuestros proyectos buscamos siempre hacer el proyecto con la ganancia mínima, de modo que cualquier transistor del mismo tipo funcione, y solamente cuando se exige una unidad mayor es que alguna observación es hecha.
Sin embargo, el propio lector al hacer un proyecto experimentalmente puede no tener esto en cuenta: se monta un prototipo y funciona y luego las copias, algunas sí y otras no!
De cualquier forma, incluso teniendo en cuenta la enorme gama de características que transistores considerados de un mismo tipo o familia tienen, los transistores de uso general pueden ser empleados en los siguientes tipos de circuito:
• Amplificadores de audio
Las señales de baja intensidad pueden ser amplificadas por estos transistores en mezcladores, preamplificadores, circuitos de efectos de sonido e incluso amplificadores cuya potencia de salida sea como máximo de 1 watt.
• Osciladores
Osciladores de audio e incluso de RF cuyas frecuencias pueden llegar a algunas decenas de megaciclos pueden ser elaborados con estos transistores.
• Circuitos de corriente continua
Podemos utilizar estos transistores para aumentar el poder de excitación de circuitos integrados, excitando LEDs, Relés, pequeñas lámparas y dispositivos cuyo consumo no supere los 50 o 100 mA, según los transistores usados.
Los BC548 / BC558
Muchas familias de transistores de uso general han surgido en los últimos tiempos.
Así, en las publicaciones técnicas y manuales podemos encontrar muchos tipos, algunos de los cuales evolucionaron y hasta hoy se utilizan.
Tenemos entonces las familias independientes y las familias que fueron cediendo sus lugares a tipos más modernos.
La familia que nos interesa en especial es la que comenzó con los transistores BC107, BC108 y BC109 y que culminó con los BC547, BC548 y BC549 para la serie NPN.
Para la serie PNP la familia comenzó con los BC177, BC178 y BC179 y actualmente está en los BC557, BC558 y BC559.
Pero, después de todo, ¿qué hacen estos transistores?
En una familia tenemos tres tipos que básicamente se diferencian por la ganancia y la tensión máxima de trabajo (tensión máxima entre colector y emisor cuando la base se encuentra apagada o Vceo).
Así, tenemos:
a) Tensión máxima entre colector y emisor (Vceo)
NPN PNP Vceo (V)
BC547 BC557 50
BC548 BC558 30
BC549 BC559 30
b) Ganancia:
NPN PNP hfe
BC547 BC557 75 - 800
BC548 BC558 75 - 800
BC549 BC559 (*) 200 - 800
(*) en realidad entre 110 y 800
La corriente máxima de colector de estos transistores es 100 mA y todos disipan 500 mW. Además de la ganancia mayor, los tipos de final 9 se caracterizan por tener un bajo nivel de ruido.
Lo que ocurre es que el propio transistor, cuando se usa como amplificador de señales muy débiles introduce un ruido debido a la agitación térmica de los átomos del material semiconductor.
Este ruido implica un "chiado" similar al que tenemos en una radio fuera de estación. Los tipos de final 9 tienen una característica de menor nivel de ruido.
Para los BCs que vimos las envolturas usadas son del tipo mostrado en la figura 4.
LOS "PARENTES"
Damos a continuación una relación de transistores con características cercanas a las de los BC548 / BC558.
Esto significa que, en principio, en un proyecto, los transistores indicados pueden ser sustituidos por un corresponsal de las familias BC548 / BC558, sin muchos problemas.
Evidentemente, las equivalencias no son totales, pues todos los componentes tienen grandes tolerancias, pero pueden servir de referencia para que el lector sepa si puede o no usarlos en un proyecto:
En este caso,
FC107 FC177 (1) -
FC108 FC178 (1) -
BC109 FC179 (1) -
BC207 BC204 (2) -
BC208 BC205 (2) -
BC209 BC206 (2) -
BC237 BC307 (3) -
BC238 BC308 (3) -
BC239 BC309 (3) -
BC317 BC320 (4) Ic = 150 mA
BC318 BC321 (4) Ic = 150 mA
BC319 BC322 (4) Ic = 150 mA
BC347 BC350 (5) -
BC348 BC351 (5) -
BC349 BC352 (5) -
BC167 BC257 (6) Ic = 50 mA
BC168 BC258 (6) Ic = 50 mA
BC169 BC259 (6) Ic = 50 mA
BC182 BC251 (7) Ic = 200 mA
BC183 BC252 (7) Ic = 200 mA
BC184 BC253 (7) Ic = 200 mA
BC582 BC512 (8) Ic = 200 mA
BC583 BC513 (8) Ic = 200 mA
BC584 BC514 (8) Ic = 200 mA
BC413 BC415 (9) Bajo ruido
BC414 BC416 (9) Bajo ruido
BC437 - (10) -
BC438 - (10) -
BC439 - (10) -
CIRCUITOS
Hay varias configuraciones típicas que se pueden encontrar para estos transistores. Analizamos algunas de ellas:
a) Excitador de LED
Cuando tengamos una fuente de corriente continua de bajo nivel de corriente, por ejemplo, la salida de un circuito integrado CMOS, podemos usar tanto un transistor NPN como PNP para tener la excitación de un LED o una lámpara de hasta 50 mA de corriente.
En el circuito mostrado en la figura 5 (a) el LED se enciende cuando la salida del integrado está en el nivel alto, es decir, cuando hay una tensión positiva.
En el circuito mostrado en 5 (b) el LED se enciende cuando la salida del integrado está en el nivel bajo, es decir, 0V.
b) Amplificador de audio
En la figura 6 tenemos las dos configuraciones posibles en emisor común para amplificar señales de audio.
Los resistores dependen tanto de la amplificación deseada como de la intensidad de la señal de entrada.
Los valores mostrados dan una amplificación típica de 10 veces para señales débiles obtenidas de un micrófono, por ejemplo.
En la figura 7 tenemos un paso amplificador de audio para micrófonos de baja impedancia usando un BC549 (bajo ruido).
Este paso permite utilizar micrófonos de baja sensibilidad con transmisores y amplificadores que requieren una señal de entrada más intenso.
c) Driver de relés
Para excitar un relé de 6 o 12V tenemos los circuitos mostrados en la figura 8.
Su principio de funcionamiento es el mismo del caso de los LED.
Los relés o incluso solenoides con corrientes de hasta 100 mA pueden excitarse con estos circuitos.
d) Oscilador
En la figura 9 tenemos diversos osciladores, de altas y bajas frecuencias usando BCs como base.
Las frecuencias pueden quedar entre algunos hertzios hasta algunas decenas de megahercios.
CONCLUSIÓN
Los BCs se pueden utilizar en una infinidad de aplicaciones prácticas.
En la nomenclatura europea para semiconductores, la letra C indica que son transistores de uso general y el B indica que son de silicio.
Cabe al lector hacer experimentos o montar proyectos conocidos que los utilicen. Lo importante es no sobrepasar sus límites.
