Midiendo Diodos y Transistores

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Midiendo Diodos y Transistores

Mensaje  Admin el Vie 10 Abr - 9:54




Luego de aprender
a soldar
y a dominar el código de colores de resistencias, debes saber medir diodos y transistores.
Si deseas reparar un equipo electrónico, necesitas dominar estas tres técnicas a la
perfección. Las dos primeras ya han sido ampliamente explicadas y te apuntamos
los enlaces; ahora vamos por la última para completar la
trilogía.
Medir diodos y transistores es una tarea muy
sencilla. Pero saber hacerlo es otra cosa muy distinta que requiere de ciertos
cuidados y atenciones especiales que trataremos de transmitirte en esta nota.
Para realizar el trabajo debes disponer de un multímetro, que puede ser digital
o analógico. Aunque el primer modelo mencionado es más sencillo de utilizar y de
leer, te recomendamos que para esta tarea utilices uno analógico, de aguja
común, y con posibilidades de medir resistencias X 10.000 Ohms o valores
superiores. Pero como seguramente tienes uno digital, comenzaremos la
explicación utilizando uno de ellos.
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Simbología y partes que componen un Diodo
Repasemos la
teoría del diodo

Un diodo es el resultado de la unión entre dos semiconductores
que, de acuerdo a sus características constructivas, se denominan materiales N y
P. Los materiales N se caracterizan por poseer, dentro del silicio que lo
forman, impurezas que agregan electrones libres, mientras que los del tipo P tienen
impurezas que carecen de electrones respecto al silicio, es decir, abundan los
“huecos” o “lagunas” formadas por los faltantes de electrones. Unidos apropiadamente de manera física, forman una
unión o juntura N-P, quedando a ambos lados de la construcción dos sectores bien
definidos que, en la práctica, se los conoce como Cátodo y Ánodo,
respectivamente. Durante la fabricación, y al momento de unirse los materiales
entre sí, se produce un fenómeno de invasión electrónica en el material contiguo
y carente de este elemento.

Este movimiento sucede hasta un punto en que
la juntura adquiere un ancho que se puede considerar eléctricamente “neutro” ya
que los electrones ocuparon el espacio vacío de los huecos. Esa franja se
transformó en un semiconductor homogéneo y estabilizado. Entonces, para poder
atravesar ese sector, un electrón debe movilizarse con fuerza hacia el otro lado para
tapar un hueco, ya que un semiconductor no es conductor, es semiconductor. Esa
fuerza es la tensión de juntura del diodo, que varía de un modelo a otro (dependiendo de la
estructura atómica de los materiales que lo forman).

También podemos
agregar que si le hacemos circular corriente en un sentido, el dispositivo lo
permitirá, pero si lo intentamos a la inversa, se comportará como un interruptor
abierto. Veámoslo en imágenes prácticas.
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Medición de un Diodo polarizado en forma directa (conduce)


Medición de un Diodo polarizado en forma inversa (no
conduce)
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores
De esta forma
obtendremos las mediciones de un diodo en correcto estado de funcionamiento. En
un sentido, el multímetro nos indica el potencial que posee la juntura N-P del
diodo y, en el
sentido inverso (observa el color de las pinzas), la conducción se interrumpe
indicando que la lectura está fuera de rango. La mejor recomendación que podemos
darte al momento de medir cualquier componente, sea semiconductor o no, es
desconectar al menos uno de sus terminales del sitio donde se encuentre montado
(soldado). Si no desconectas uno de los terminales del diodo, puedes obtener
mediciones confusas que tal vez te induzcan a actuar erróneamente. Por ejemplo:
si tienes en un circuito un diodo conectado con una resistencia en
paralelo (dependiendo del valor de la resistencia mencionada) puedes creer que
el diodo esté en mal estado cuando en realidad es la resistencia la que
te brinda conducción en ambos sentidos. Recuerda siempre estas dos premisas
fundamentales: desconecta uno de los terminales del diodo y mídelo en
ambos sentidos, es decir, invirtiendo las puntas del multímetro.

Cuando
trabajas con un multímetro a aguja, la situación mejora en el aspecto de la
seguridad de la medición, especialmente cuando se mide una juntura N-P en
sentido inverso, es decir, en el sentido en que no presenta conducción. La
posibilidad que aquí aparece es la de poder aumentar la escala de medición de
resistencia. De esta forma, podremos llegar a medir pequeñas fugas
imperceptibles al multímetro digital.
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Un multímetro analógico clásico
¿Por qué el multímetro
digital no permite medir las fugas mencionadas?

Muy sencillo. Porque
no aplica la suficiente tensión al circuito bajo ensayo. Las tensiones
utilizadas para realizar las mediciones por parte de un multímetro digital son
inferiores. Una medición efectuada en una escala de X 10K es suficiente y
correcta para lograr una buena “medición inversa” en una juntura N-P o
viceversa. Un ejemplo sencillo de probar esto es que con un instrumento a aguja,
un simple LED alcanza a encender, mientras que con uno digital no luce con igual
intensidad.

¿Y con los transistores?
Debemos primero
definir y conocer la construcción y estructura física de un transistor para
saber bien lo que vamos a medir. Como todos saben o han escuchado o leído, los
transistores “bipolares” se concentran en dos grandes grupos: los
N-P-N y los P-N-P, siendo su simbología
también muy conocida y vista en cada lugar que se hable de circuitos
electrónicos.
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Transistores bipolares básicos
No vamos a explicar en este
artículo cómo circula una corriente dentro de cada tipo de transistor ni tampoco
su principio de funcionamiento. Sí vamos a darte datos claves para que aprendas
a medirlos correctamente. Para comenzar, seleccionamos un tipo de transistor al
azar (el NPN). Puedes ver en el dibujo siguiente que lo obtenido es muy similar
a la estructura que antes conocíamos del diodo. A la unión N-P preexistente le
agregamos un nuevo bloque semiconductor (tipo N), y el conjunto resultante se
transforma en un dispositivo de tres terminales de conexión y dos tipos de
silicio.
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Bloques que componen un transistor NPN
Si hubiésemos elegido
para los extremos el material tipo P (carente de electrones, con exceso de
huecos) y para el bloque central uno del tipo N (exceso de electrones), nos
hubiera quedado un transistor P-N-P.

Aclaración
importante:
El dibujo mostrado no tiene nada que ver con la
realidad física de un transistor. Lo hemos dibujado así para que puedas apreciar
las partes que lo componen y que puedas conocer cómo se
denominan.


Si observas el dibujo, verás dos líneas rojas que
representan a las dos junturas que se han formado a ambos lados del terminal
denominado BASE por la unión de los materiales N y P, respectivamente. Si
asocias esta particularidad física con los diodos, con sus junturas N y P, lo
mostrado equivale a esto:
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Equivalencia armada con diodos simples
Entonces, puedes darte
cuenta que todo se reduce a medir dos diodos. ¡Cosa que ya sabías hacer! Si
aplicas el mismo razonamiento, ahora podrás descubrir que un transistor NPN
equivale a dos diodos conectados en oposición con sus ánodos
unidos.

Aclaración importante: Las analogías que te
indicamos entre la composición física de un transistor y los diodos comunes es a
modo de ejemplo para que te resulte sencillo de analizar lo que medirás. No
significa que si tomas dos diodos y los conectas enfrentados trabajarán como un
transistor.
NO. Es para que tengas una idea de que
medir un transistor bipolar común tipo PNP o NPN no es ninguna ciencia oculta;
es lo mismo que medir dos diodos enfrentados entre sí
.
Visto en
Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Medición Base-Colector en polarización directa


Medición Base-Emisor en polarización directa


Medición Colector-Emisor
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores
Si observas la
galería de imágenes que figura arriba, comprobarás que el terminal llamado
BASE es el que se encuentra a la izquierda del encapsulado. Al
centro, se encuentra el COLECTOR y, a la derecha, el
EMISOR. Como resultado, tenemos al multímetro con su llave
selectora colocada en su posición para medir DIODO; en dicho
multímetro leemos que: BASE – EMISOR conduce, BASE – COLECTOR conduce, y
COLECTOR – EMISOR lógicamente no conduce. ¿Por qué decimos lógicamente? Porque
allí no estamos midiendo una juntura en directa sino que al momento de realizar
la medición hay que atravesar dos junturas, según el gráfico
antes visto. Una de ellas sí quedaría polarizada en “directa”, pero la otra no;
esto hace que la medición sea equivalente a un circuito abierto.
Entonces,
puedes extraer del análisis hecho que entre COLECTOR y EMISOR nunca habrá
conducción en ninguno de los sentidos y en ninguno de los tipos de transistores
bipolares NPN o PNP que intentemos medir y controlar.

Aclaración
importante:
No existen sólo dos tipos de transistores bipolares.
Nosotros elegimos para la explicación los más elementales que son el NPN y el
PNP. Con el tiempo y la práctica descubrirás una cantidad interminable de
variantes de combinaciones N y P, que forman transistores de características
especiales y que además agregan, dentro del encapsulado, diodos, resistencias y
hasta otros transistores creados en el entorno de diseños muy específicos para
aplicaciones también muy específicas.


El multímetro
analógico entra en escena nuevamente.

De la misma forma que te
dejamos una galería de imágenes con el multímetro digital, ahora verás
particularidades del uso del instrumento analógico.
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores

Medición Base-Emisor en polarización directa


Medición Base-Emisor en polarización inversa


Medición Base-Emisor en polarización inversa por alta
resistencia
Visto en Neoteo: Midiendo Diodos y Transistores
En las tres
imágenes vemos las posibilidades que nos presenta una medición BASE – EMISOR. En
la primera, a la izquierda, tenemos una medición en polarización directa la que,
como vemos, conduce normalmente cual si fuera un diodo. En la fotografía
central, hemos invertido las puntas de medición, y la juntura se ha polarizado
en inversa y ha dejado de conducir. Y en la última imagen, a la derecha, te
mostramos la situación verdaderamente importante de la nota, que nos permite el
instrumento de aguja. Es muy obvio notar que la juntura examinada está
excelente ya que tanto en R X 1 como en R X 10K la aguja no se mueve en
absoluto. No existen fugas de corriente a través de las
junturas.

Aclaración importante: Cuando realices
mediciones en alta resistencia, no toques los terminales del instrumento ya que
el mismo indicará la resistencia propia de tu cuerpo a través de tus manos,
entregándote mediciones erróneas.


Debes acostumbrarte ahora a poder
determinar fácilmente la identificación de los terminales de un transistor. Es
decir, cuál es la BASE, cuál es el EMISOR y
cuál es el COLECTOR. Para facilitarnos la vida a todos, los
fabricantes entregan las famosas hojas de datos o datasheets que te brindan la
información completa del encapsulado y de las características eléctricas más
importantes del transistor.
DatasheetCatalog.com es un sitio muy completo y en castellano
que te permite fácilmente acceder a las hojas de datos de millones de
transistores. Sólo debes descubrir la característica o nomenclatura correcta del
BJT (Bipolar Junction Transistor) que desconoces y buscarlo. Una vez
que tengas la data en tu mano, resta la medición y nada más. Con el tiempo y los
años te acostumbras a reconocer los encapsulados por la función, la
nomenclatura, el package (encapsulado), y cualquier característica
física que te indique dónde están los terminales. Por último, cuando debas
reemplazar un diodo o un transistor ya que éste ha resultado defectuoso o está
dañado, procura hacerlo con otro de la misma nomenclatura para mantener el
correcto funcionamiento del equipo que estás reparando
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