01 · Punto de partida
Una corriente chica manda una grande
Por la base entra un hilito (0,4 mA) y por el colector pasan 40 mA: el transistor obedece con ganancia. Según cuánta base le des, está apagado (corte), amplificando (activa) o a fondo (saturación). Esas tres zonas son todo su oficio: llave y amplificador nacen de acá.
Este tema define zonas, β y símbolos; el próximo los convierte en llave calculada.
- ¿Qué significan NPN y PNP?
- ¿Qué es β y cuánto vale de verdad?
- ¿Qué distingue corte, activa y saturación?
- ¿Cómo identifico patas con multímetro?
02 · NPN y PNP
La flecha manda
NPN (el común)
Flecha del emisor sale
Base a + respecto del emisor para abrir (Vbe ≈ 0,7 V). Colector a tensión mayor. El que usarás el 90 % de las veces.
PNP (el espejo)
Flecha del emisor entra
Todo al revés: emisor al +, base baja para abrir. Útil del lado alto (high-side, curso 4+).
| Ejemplo | Orden (mirando plano) | Regla |
|---|---|---|
| 2N2222 (TO-92) | E-B-C (según hoja) | Confirmar con datasheet |
| BC547 (TO-92) | C-B-E (distinto) | Mismo cuerpo, otro orden |
03 · Beta
La ganancia que varía
β (hFE) = Ic/Ib en activa: típico 100–300 según modelo y corriente. Pero varía con Ic, temperatura y unidad: diseñar con β mínimo de hoja dividido por 2–5 (β forzada 10–50) garantiza saturación siempre.
| Zona | Ib | Ic | Vce |
|---|---|---|---|
| Corte | 0 | ≈ 0 | ≈ 9 V (abierto) |
| Activa (Ib 0,05 mA) | 0,05 mA | β×Ib ≈ 5 mA | 9 − 5 = 4 V |
| Saturación (Ib 0,5 mA) | 0,5 mA | 9 mA (tope Rc) | ≈ 0,2 V (cerrado) |
En activa manda β; en saturación manda Rc (la corriente ya no puede subir más). Pasar de una a otra es subir Ib hasta que Vce toca fondo.
04 · Identificación con multímetro
BE y BC son dos diodos
- 1Encontrar la base.
La pata que conduce (0,6–0,7 V) hacia las otras dos es la base. Si conduce desde ella: NPN; hacia ella: PNP.
- 2Distinguir C de E.
Con base identificada, medir hFE si el multímetro trae zócalo; o comparar caídas (BC suele dar un poco menos que BE). Ante duda, hoja por código.
- 3Descartar muertos.
Corto entre C-E (pita) o ninguna juntura conduce: transistor muerto. Dos diodos sanos = candidato vivo.
05 · Zonas en código
Modelo simple de punto de trabajo
Dadas base y colector, el modelo dice en qué zona estás:
Python en tu navegador. Cambiá Rb y ejecutá: mirá el paso de activa a saturada.
def bjt_punto(vb, rb, vcc, rc, beta=100, vbe=0.7, vcesat=0.2):
ib = max(0.0, (vb - vbe) / rb)
ic_try, ic_sat = ib * beta, vcc / rc
if ib <= 0:
print(f"CORTE: Ib=0 Ic=0 Vce={vcc}V")
elif ic_try < ic_sat:
print(f"ACTIVA: Ib={ib*1000:.2f}mA Ic={ic_try*1000:.1f}mA Vce={vcc-ic_try*rc:.1f}V")
else:
print(f"SATURADA: Ib={ib*1000:.2f}mA Ic={ic_sat*1000:.1f}mA Vce={vcesat}V")
return ib
bjt_punto(0, 10000, 9, 1000) # base a 0
bjt_punto(5, 100000, 9, 1000) # Rb grande: activa
bjt_punto(5, 10000, 9, 1000) # Rb chica: satura
¿Qué Rb deja justo al borde entre activa y saturada? Calculalo a mano y verificalo a ambos lados.
Borde corte-saturación
Barrer Rb muestra las tres zonas en fila:
def barrer_rb(vb=5.0, vcc=9.0, rc=1000):
for rb in [1000000, 100000, 47000, 10000, 4700]:
ib = max(0.0, (vb - 0.7) / rb)
print(f"Rb={rb}: Ib={ib*1000:.2f}mA Ic_intenta={ib*100*1000:.1f}mA vs sat {vcc/rc*1000:.1f}mA")
barrer_rb()
06 · Analogía programador
Grifo con tres posiciones
- 1Corte = cerrado.
Sin señal no pasa nada:
if (!b) off. - 2Activa = proporcional.
Salida = β × entrada: amplificador lineal (curso 4). Como un
map(x => β*x)con techo. - 3Saturación = clamp.
Por más entrada, la salida no pasa del tope (Vce sat): saturación aritmética con patas.
07 · Exploración
Laboratorio: mover Rb y mirar la zona
Mové la resistencia de base (con 5 V de mando, Rc 1k a 9 V): el laboratorio calcula Ib, Ic, Vce y nombra la zona. Incluye corte y saturación.
Ib → zona
Ic = β×Ib hasta saturar
Rb 10k: saturación con Vce 0,2 V.
Preguntas para explorar
- ¿Con qué Rb pasa de activa a saturada? Calculalo a mano y verificalo.
- ¿Por qué con Rb 1k la Ic no sube de 9 mA aunque Ib sea 4,3 mA?
- ¿Qué zona conviene para llave y cuál para amplificar?
Ver respuestas sugeridas
- Ic_sat = 9 mA; Ib límite = 9/100 = 0,09 mA → Rb = 4,3/0,09m ≈ 47 kΩ. Debajo (10k), satura.
- Porque Rc la topa (9 V/1k): β pediría 430 mA imposibles. Saturación es tope físico, no falta de base.
- Llave: corte/saturación (on/off). Amplificar: activa (proporcional). Cada uso, su zona.
08 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«β = 100 siempre»
β varía con Ic, temperatura y unidad (100–300 típico). Diseñar llave con β/5 y amplificador con realimentación (curso 4), nunca con β nominal.
«Más base siempre da más colector»
Solo en activa; en saturación el colector topa en Rc. Más Ib ahí solo calienta la base sin cambiar nada.
«PNP es NPN dado vuelta»
Eléctricamente es espejo (tensiones y corrientes invertidas), pero el circuito cambia: emisor al + y lógica invertida. No es girar la pieza.
«Vce = 0 en saturación»
≈ 0,2 V (hasta 0,5 con mucha I): despreciable para LED, decisivo para medir y para P = Vce×Ic en potencia.
09 · Práctica guiada
Ejercicios de zonas
Ejercicio 1: clasificar tres puntos
Con bjt_punto(): (0 V, 10k), (5 V, 100k), (5 V, 10k) con Rc 1k/9 V. ¿Zona de cada uno? ¿Vce?
Ver solución razonada
Corte (9 V), activa (Ib 0,043 mA → Ic 4,3 mA, Vce ≈ 4,7 V), saturación (Ic 9 mA, Vce 0,2 V).
Ejercicio 2: borde exacto
Hallá Rb del borde activa/saturada para Rc 1k, 9 V, β = 100, Vb 5 V. Verificá a ambos lados con código.
Ver solución
Ib = 9 mA/100 = 0,09 mA → Rb = 4,3/0,09m ≈ 47 kΩ. Con 100k activa, con 10k satura: el borde está entre ambas.
Ejercicio 3: identificar desconocido
TO-92 sin leer con dos junturas 0,7 V desde la pata 2. ¿Qué es? ¿Qué falta para usarlo?
Ver solución
NPN con base en pata 2. Falta C vs E (hoja por código o prueba hFE) antes de montarlo.
10 · Síntesis
Ideas para recordar
- NPN flecha sale, PNP entra; pinout por hoja, nunca por cuerpo.
- Corte (Ib 0), activa (Ic = βIb), saturación (Vce ≈ 0,2 V).
- Diseñar llave con β/5; la multímetro identifica BE/BC y NPN/PNP.
- Saturación la topa Rc; más base ahí solo calienta.
bjt_punto()clasifica cada punto antes de montar.
Zonas dominadas. Ahora, la llave de verdad: en el próximo tema, BJT como interruptor calculado.