NPN + LED
Una señal pequeña toma el control.
Controla la corriente del LED con una pequeña corriente de base.
- NPN · Transistor NPN
- n-type / p-type / n-type. N–P–N describe tres regiones semiconductoras: tipo n, tipo p y tipo n. Los portadores mayoritarios son electrones en el tipo n y huecos en el tipo p. Aquí una pequeña corriente de base controla la del LED.
- LED · Diodo emisor de luz
- Light-emitting diode. Un semiconductor que emite luz cuando circula corriente directa. En este circuito, una resistencia limita esa corriente.
MESA DE EXPERIMENTOS
Cambia los ajustes del circuito, predice las lecturas y comprueba un reto. Son modelos educativos; cada lección explica sus supuestos.
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Dos caminos de corriente.
Modelo NPN: ganancia 100, VBE 0,7 V, saturación VCE 0,2 V, LED 2 V. Son supuestos.
La base usa Rb y B–E; el colector usa Rc, LED y C–E. En saturación Rc limita la corriente.
Dificultad
Construye · Enciende la luz
Enciende y activa la base. Consigue 5–20 mA en el LED.
¿Necesitas una pista?
Rb = 10 kΩ, Rc = 330 Ω.
Explora · Apaga la luz
Mantén la alimentación y desactiva la base. La corriente LED debe ser cero.
¿Necesitas una pista?
El controlador de base cambia entre 5 V y 0 V.
Resuelve · Control eficiente
Activa la base: saturación y 8–12 mA, con corriente de base ≤0,20 mA.
¿Necesitas una pista?
Rb = 33 kΩ, Rc = 330 Ω. Los diseños reales necesitan margen de ganancia.
Lecturas adicionales y recetas de circuitos
Una señal pequeña, otro camino de potencia
Una pequeña corriente de base de un NPN controla la corriente de colector. La energía del LED viene de la fuente. La señal controla el camino; no crea energía. Aquí empieza el control electrónico.
Ib ≈ (Vin − 0.7) / Rb; Ic ≤ (5 − 2 − 0.2) / Rc
Rb = 10 kΩ da unos 0,43 mA de base. Rc = 330 Ω limita la corriente saturada del LED a unos 8,48 mA. La tensión colector-emisor del modelo es de unos 0,2 V.
La ganancia no es una promesa
El modelo usa ganancia 100 en región activa. La real varía según dispositivo, corriente y temperatura. Un interruptor fiable requiere margen.
Más entrada deja de ayudar
En saturación, la fuente y la resistencia del LED determinan principalmente la corriente. Más corriente de base ya no multiplica la del LED por 100.
Masa es una referencia común
Una fuente de señal separada necesita la referencia común correcta con el circuito. Sin ella, «5 V de entrada» puede no significar nada para el transistor.
Un error que conviene evitar
Un motor o relé no es un LED grande. Una carga inductiva puede generar una sobretensión al apagarse. El controlador necesita protección de rueda libre y capacidad de corriente adecuadas. Esta protección no se simula aquí.
El transistor ya está saturado. Reduces Rb. La corriente del LED…
- debe duplicarse
- queda limitada principalmente por Rc
- se hace cero
Leer más
Sube la corriente de base, pero Rc y la tensión disponible ya limitan la de colector.
Indicador controlado
Activa y desactiva la señal de base. Observa ambas corrientes.
Unos 0,43 mA controlan unos 8,48 mA. Las corrientes siguen caminos distintos.
¿Menos control, la misma luz?
Reduce la corriente de base sin cambiar Rc.
Unos 0,091 mA aún saturan este modelo ideal de ganancia 100. No garantizan una conmutación fiable en un circuito real.