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Transistor BJT Como Interruptor

por | Sep 3, 2014 | Componentes

En este post de la serie sobre transistores aprenderás a realizar una de las tareas más comunes con transistores en los proyectos DIY: Utilizar el transistor BJT como interruptor eléctrico.

Una de las principales utilidades de este método es la de controlar la alimentación de distintos elementos del circuito (ya sean LEDs, motores de DC…) cuya alimentación tengas que regular.

¡Vaya tontería! Eso lo puedo hacer con las salidas digitales de mi Arduino, por ejemplo.

Si tienes que alimentar un elemento que requiera de unos valores de corriente y/o voltaje mayores de los que tu microcontrolador puede proporcionar, una solución sería alimentarlo a parte (con una batería independiente, por ejemplo) y controlar cuándo pasa la corriente que alimenta el dispositivo con un transistor BJT como interruptor (gestionado por el microcontrolador) para activarlo cuando lo necesites.

Para conseguir que actúe tu transistor BJT como interruptor vas a establecer un circuito en configuración de emisor común, es decir, la patilla correspondiente al emisor de tu transistor irá a tierra (que es el nodo común), la del colector estará unida con el elemento que quieres gestionar y la patilla de la base (que es la que controla que la corriente fluya o no) irá unida al microcontrolador o al elemento que decide cuándo debe pasar o no la corriente. Así cuando actives el transistor (que en un BJT se traduce en que pase una pequeña corriente por la base) una corriente mayor fluirá entre emisor y colector.

Una consecuencia (que puede ser indeseada si simplemente deseas tener un interruptor eléctrico) es que la configuración de emisor común te va a proporcionar a la salida, es decir, en el elemento que estás controlando, un aumento tanto de tensión como de corriente que vas a poder controlar a su vez mediante otros elementos (como resistencias).

Como ya pudiste leer en el post Tipos de Transistor, el BJT se controla mediante corriente, sin embargo, la gran mayoría de los microcontroladores que puedas utilizar (como los de las placas de Arduino) tienen pines en los que lo que se conoce es el voltaje. Debido a esto no sabrás (a priori) la corriente que le estás transmitiendo a la base del BJT, aunque podrás regularla mediante una resistencia en serie entre tu placa y el transistor.

Hay que ver cómo se enrolla este tío. ¡Pon ya cómo se hace, hombre!

Procedimiento

Como puedes ver en este simple diagrama, la forma de establecer tu transistor BJT como interruptor no es más que (en su versión más simplificada) unir la base del transistor a la placa por medio de una resistencia, colocar el emisor a tierra y unir, a través de otra resistencia, el elemento que deseas controlar.

Los valores de las resistencias que estás viendo van a depender del proyecto que estés realizando, es decir, van a depender de qué corrientes y voltajes necesite lo que vas a conectar. Como puedes observar, por lo general la resistencia de la base es mucho mayor que la del colector (por la base fluye una corriente muy pequeña). Es importante que calcules, simules y midas dichos parámetros para que todo funcione bien, pues de otra manera podrías romperlo (en caso de duda puedes dejar un comentario al final de este post).

Diagrama transistor BJT como interruptor

Sin duda, sería muy beneficioso que conocieses la teoría, las matemáticas que hay detrás de tu transistor (información que podrás ver en futuros posts). No es imprescindible, aunque sí muy recomendable. En caso de que no tengas muchos conocimientos a cerca del tema pero necesites utilizarlo, te recomiendo que, al menos, utilices un programa de simulación (como el LTspice IV) y, si dispones de un multímetro, midas los valores una vez que hayas establecido el circuito para asegurarte de que están dentro de los límites de funcionamiento de tus dispositivos (puedes ver cuáles son estos límites sus respectivos datasheets).

Nota: Es aconsejable dejar siempre un cierto margen por debajo de los límites superiores de los requisitos de los elementos que vayas a conectar para evitar que alguna posible variación pueda destrozar el elemento.

Tú eres el que me está diciendo cómo hacerlo. Si me lo cargo será solo culpa tuya.

Ejemplo

Transistor BJT como interruptor en Arduino

Este es un ejemplo de cómo conectar un transistor BJT como interruptor a una placa Arduino UNO para encender un led.

Evidentemente no se necesitaría el transistor para encender el led (de hecho si hicieses esta conexión deberías tener en cuenta que la corriente que pasaría por el led puede ser excesiva). Simplemente se trata de que veas cómo se haría la conexión donde, en este caso, el led es el elemento que se conecta al interruptor. Si conectases un elemento que requiriese de unos valores de voltaje y/o corriente superiores la alimentación del elemento (que en este caso es la propia salida de 5V  y hasta 40mA de la placa Arduino) debería ser externa (por ejemplo una pila de 9V con una resistencia).

Nota: Como la placa Arduino trabaja con voltajes positivos, debes utilizar un transistor NPN.

Hasta aquí el post de hoy. Me gustaría despedirme recordándote que se trata de un post que busca ser pragmático, es decir, busca solucionar el problema de conseguir que actue tu transistor BJT como interruptor. Los transistores suelen ser difíciles de utilizar si uno no está acostumbrado, por eso no te preocupes si no entiendes todos los motivos de las conexiones… en sucesivos posts podrás encontrar de forma más detallada el funcionamiento del BJT.

Como siempre te digo no te cortes a la hora de preguntar todas las dudas que te hayan podido surgir en la sección de comentarios de este post, y recuerda que puedes suscribirte al blog para estar al día de todas las novedades.

Actualmente me dedico, entre otras cosas, a crear contenidos sobre Arduino y otros dispositivos eléctricos. Me encanta todo lo relacionado con el “Universo Maker”.

Siempre estoy activo en los comentarios. Si tienes cualquier pregunta, no dudes en dejármela en los comentarios. Intentaré responderte lo antes posible… Un abrazo smile

Enrique Romero,

Autor del post.

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19 Comentarios

  1. Enrique Hola.
    Muy interesante tu explicacion de este tema, mi pregunta ahora es alreves.
    Tengo la señal de un diodo led (2.2v) y este voltaje no lo detecta como señal de entrada mi tarjeta Arduino, Que debo hacer?

    Saludos

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    • Buenas Víctor,

      Creo que no te he entendido bien.

      El dato que te proporciona el LED es la caída de voltaje que se debe producir en él para que funcione, no el voltaje que te proporciona (no es una fuente).

      En caso de que tu pregunta vaya relacionada con sensores (algo tipo un fotodiodo), te recomiendo utilizar una etapa amplificadora con, por ejemplo, un amplificador operacional.

      Un saludo, Enrique.

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  2. Buenas Enrique. Con una pregunta, para realizar el circuito que se encuentra en este blog, qué tipo de transistores pueden utilizarse? Ej: 2N22222A

    Responder
    • Buenas Bruno,

      El 2N2222A es uno de los más habituales y el que yo he utilizado en este caso, pero podrías utilizar cualquier otro BJT (ajustando los parámetros).

      Un saludo, Enrique.

      Responder
  3. Hola, mi consulta es como saber que tbj utilizar para utilizarlo como interruptor de un motor de 12 volt 1mA de Imax y 10mA de Imin gracias

    Responder
    • Buenas Gonzalo,

      No deberías tener problemas con la mayoría de BJT. En cualquier caso, puedes mirar los datasheets de distintos transistores y ver así qué modelos se adaptan a tu proyecto.

      Un saludo, Enrique.

      Responder
  4. Buenas amigo, tengo una consulta. Estoy haciendo un comparador con compuertas lógicas, donde 3 led deben indicar si los números son iguales o uno mayor que otro. Mi problema es que debo usar un BJT para que encienda el Led,el BJT debe ser emisor común y no se como dimensionarlo.

    Responder
    • Buenas Gustavo,

      Una forma simple de comprobarlo y hacer pruebas es con un simulador del tipo LTSpice. Puedes encontrar un link para descargarlo en la sección de recursos. Espero que te sea de utilidad.

      Un saludo, Enrique.

      Responder
  5. Hola, muchas gracias por la explicación, muy interesante.
    Ya son varios proyectos en los que he utilizado un transistor como interruptor sin embargo por lo que he leído una mejor opción sería utilizar un mosfet para esta aplicación sin embargo se me ocurrió que tal vez un optoacoplador podría funcionar, pero sin embargo nunca lo veo en los proyectos de otras personas ¿ Qué diferencia existe entre un mosfet, un bjt y un optoacoplador ( que ventajas e inconvenientes tienen)? ¿ Cuándo debo de utilizar cada uno? ¿ Por qué se utilizan bjt y mosfets en vez de optoacopladores?

    Un saludo

    Responder
    • Buenas Pablo,

      Los optoacopladores son caros y se utilizan normalmente cuando quieres separar potencias grandes de potencias pequeñas (como en el caso de los relés).

      Respecto a los mosfet, en general son mejores para cualquier tipo de aplicación que los BJT pero de nuevo son más caros y suelen venir en arrays (chips con muchos mosfets).

      Como ves, es el precio lo que marca las diferencias.

      Esperando haberte ayudado. Un saludo, Enrique.

      Responder
  6. Hola, intenté enviar esto a través del formulario de contacto, pero algo pasaba con los códigos de validación que nunca funcionaron.

    Agradecería mucho que publicaran un post sobre la electricidad estática, los tipos de componentes que pueden dañarse por sus efectos y qué precauciones debemos tomar para no dañarlos, cómo almacenarlos y cómo manejarlos. Estoy seguro de que en Internet hay muchísima información al respecto, pero me encantaría leerla aquí, al estilo Educachip.

    Saludos

    Responder
    • Me lo apunto Daniel. La verdad es que es un tema que me parece muy interesante.

      Un abrazo y gracias por el comentario, Enrique.

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  7. Hola Enrique, primero felicitarte por el blog, está muy bien y los temas que tocas son muy interesantes y ayudan mucho.
    La pregunta es, tengo un ventilador que funciona a 24v 2A que tengo que controlar con una salida PWM de arduino, he puesto un MOSFET para esto, en concreto el IRF520 que en principio me gestiona hasta 100v 5A, la Gate conectada al arduino, y los otros a masa y al ventilador que este a su vez esta conectado a una fuente externa de 24v. El transistor se me pone al rojo vivo, de hecho me he cargado uno ya. Tendría que poner resistencias o otro MOSFET que me soporte mas intensidad? el IRF530 o IRF540? no se por donde me viene ese calentamiento del transistor.
    Muchas gracias!

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    • Buenas Xavi,

      Para evitar que el transistor se caliente en exceso se utilizan disipadores (unas pequeñas plaquitas de aluminio). Se suelen adherir con pasta térmica y un tornillo. Seguramente solucionarían tu problema.

      Un saludo, Enrique.

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  8. Muchas gracias por tu respuesta,he bajado el software y estoy haciendo mis pruebas

    Saludos

    Responder
  9. Hola!! Lo primero agradecer todos tus tutoriales, ya que me aclaran muchas cosillas.
    Leyendo este tutorial me salta una duda…como puedo calcular las resistencias?hasta donde yo se , el hfe es el parametro que indica cuantas veces es mayor la corriente de colector que la de base, pero…como ajusto la corriente de base? Es decir…en tu esquema, R1 esta entre la base y el pin de arduino…Se que el pin de arduino da 5V y hasta 40mah, pero que caida de tension supongo en la resistencia?es decir…como calculo la resistencia para una corriente determinada? Y…En este casi, R2 que funcion tiene?

    Gracias por adelantado por tu respuesta!,Saludos!!

    Responder
    • Buenas Cristian,

      Cuanto mayor sea la resistencia de la base, menor será la corriente.

      Una forma simple de realizar los cálculos es con software para circuitos electrónicos. En la sección de recursos del blog tienes un enlace a LTSpice que, además de ser software libre, es bastante intuitivo. Seguro que te ahorra muchos cálculos. smile

      Un saludo, Enrique.

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  10. Hola Enrique. Me encanta tu página. La forma con la que explicas, sin enrollarte mucho, los componentes, los circuitos, la implementación, etc. Sé que tendrás poco tiempo, pero te propongo sugerencias de post (perdón mi atrevimiento), a medida que voy leyendo los tuyos. Uno relacionado con los transistores sería el de los MOSFET. O sea, controlar un MOSFET con Arduino, sobre todo por la potencia que pueden manejar. Como siempre, lo dejo a tu elección e intereses.

    Un saludo.
    Suso.

    Responder
    • Buenas Suso,

      Tengo una libreta con todos los posibles post que se me ocurren y el de los MOSFET lleva ahí bastante tiempo. No te preocupes, lo haré (de hecho ya lo aplacé porque parecía que interesaban más otros temas).

      Gracias por el consejo. Un saludo, Enrique.

      Responder

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Transistor BJT Como Interruptor was last modified: Diciembre 14th, 2016 by Enrique

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