Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

194 Capítulo 6
base cuando el emisor está abierto. Asimismo, V EBO es la tensión inversa máxima emisor -base con el colector
abierto. Como siempre, un diseño conservador nunca permitirá que se alcancen tensiones próximas a estos valores
máximos permitidos. Debe recordar que trabajar en las proximidades de estos valores puede acortar el tiempo de
vida de algunos dispositivos.
Potencia y corriente máximas
La hoja de características también especifica estos valores:
I C 200 mA
P D 625 mW
Aquí, I C es la corriente continua máxima de colector, que indica que un 2N3904 puede manipular una corriente directa
de hasta 200 mA, siempre que no se exceda el valor de potencia especificado. El siguiente parámetro, P D , es
la potencia máxima que puede soportar el dispositivo. Esta potencia depende de si se va a emplear algún mecanismo
para enfriar el transistor. Si el transistor no se va a ventilar ni se va a montar sobre un disipador (lo que vamos a estudiar
a continuación), la temperatura del encapsulado T C será mucho alta que la temperatura ambiente T A .
En la mayoría de las aplicaciones, un transistor de pequeña señal como el 2N3904 no se suele ventilar ni montar
sobre un disipador. En este caso, la limitación de potencia del 2N3904 es de 625 mW cuando la temperatura
ambiente T A es 25ºC.
La temperatura T C es la temperatura del encapsulado del transistor. En la mayoría de las aplicaciones, la temperatura
del encapsulado será mayor que 25ºC porque el calor interno del transistor aumenta la temperatura del encapsulado.
La única forma de mantener la temperatura del encapsulado a 25ºC cuando la temperatura ambiente es de 25ºC
es refrigerando con un ventilador o utilizando un disipador grande. Si se emplea un ventilador o un disipador , se
puede reducir la temperatura del encapsulado del transistor a 25ºC. En este caso, la potencia máxima se puede
incrementar hasta 1,5 W.
Factores de ajuste
Disipadores
Como se ha visto en el Capítulo 5, el factor de ajuste especifica cuánto hay que reducir la disipación de potencia
máxima de un dispositivo. El factor de ajuste del 2N3904 es 5 mW/°C. Esto significa que hay que reducir la potencia
de 625 mW en 5 mW por cada grado por encima de 25°C.
Una forma de incrementar el valor de la potencia máxima de un transistor es deshaciéndose rápidamente del calor
interno. Éste es el propósito de un disipador (una masa metálica). Si aumentamos el área de la superficie del encapsulado
del transistor, conseguimos que el calor se transfiera más fácilmente al aire circundante. Por ejemplo, la
Figura 6.16a muestra un tipo de disipador. Cuando se coloca sobre el encapsulado del transistor, el calor se expulsa
más rápidamente gracias a la mayor área de superficie de las aletas.
La Figura 6.16b muestra otro método. Se trata de un transistor de potencia con una lengüeta metálica, la cual
proporciona un camino de salida al calor del transistor. Esta lengüeta metálica se puede sujetar al chasis del equipo
electrónico. Puesto que el chasis es un disipador masivo, el calor puede transferirse del transistor al chasis.
Los transistores de gran potencia, como el mostrado en la Figura 6.16c, tienen el colector conectado al encapsulado
para permitir que el calor salga lo más fácilmente posible. El encapsulado del transistor se conecta
entonces al chasis. Para impedir que el colectorse cortocircuite a la tierra del chasis, se utiliza un compuesto conductor
del calor y una arandela aislante entre el encapsulado del transistor y el chasis. Lo más importante es que
el calor puede salir del transistor más deprisa, lo que significa que el transistor puede disipar más potencia a la
misma temperatura ambiente. En ocasiones, eltransistor se sujeta a un disipador grande con aletas, lo que incluso
es más eficaz para eliminar el calor del transistor.
Independientemente del tipo de disipador que se emplee, el propósito es disminuir la temperatura del encapsulado
porque esto hará disminuir la temperatura de la unión o interna del transistor . La hoja de características
incluye otras magnitudes: las resistencias térmicas, que permiten al diseñador calcular la temperatura del encapsulado
para diferentes disipadores.
Ganancia de corriente
Existe otro sistema de análisis denominado parámetros h, en el que se utiliza h FE en lugar de dc para especificar
la ganancia de corriente. Las dos magnitudes son iguales: