Calcular la resistencia para un transistor accionado por un microcontrolador

Muchas veces he querido usar un transistor NPN para actuar como interruptor y poder des/activar otras partes del circuito que con las patas de un microcontrolador no se puede hacer directamente (un relé, una bombilla de 12 voltios, otro circuito, etc).

Un transistor puede ser activado (saturación) o desactivado (corte) desde un microcontrolador, pero es necesario poner una resistencia entre la pata del micro y la base del transistor. En este artículo explicaré como se puede calcular de una forma sencilla.

Dependiendo de la carga que queramos manejar debemos seleccionar un transistor NPN u otro. No es lo mismo usar un BC107 que permite tensiones de hasta 45 V. y corrientes de hasta 100 mA. que un 2N3055 que permite tensiones de hasta 60 V. y corrientes de hasta 15 A. Aquí podemos ver unos cuantos para ver cuál se adapta mejor a nuestras necesidades. Por eso debemos saber qué corriente pasa por el punto donde queremos poner el transistor para que actúe como interruptor.

Una vez que hemos seleccionado el transistor , debemos calcular qué resistencia debemos poner entre la patilla del microcontrolador que elijamos y la patilla base del transistor. Para eso primero debemos saber qué hFe (ganancia de corriente) mínima tiene nuestro transistor y nada mejor que consultar el datasheet para saber ese dato.

Después con la siguiente fórmula ya podemos calcular qué resistencia necesitamos:

  • Voltaje: Es la tensión que proporciona la pata del microcontrolador, normalmente 5 o 3,3 V. Se resta 0,7 V. porque es la caída de tensión típica entre la base y el emisor de un transistor, aunque lo puedes mirar en el datasheet del transistor como Vbe.
  • Corriente: Es la corriente que consume el circuito que queremos encender o apagar.
  • hFe: Es la ganancia de corriente (current gain) que tiene el transistor (si hay varios valores elegir el más pequeño).

El resultado es el valor en ohmnios de la resistencia que necesitamos poner.

Así por ejemplo vamos a calcular la resistencia que usaremos para manejar un circuito que consume 500 mA. funcionando a 12 V. y gestionado por un microcontrolador PIC cuya patilla da una tensión de 5 voltios.  Lo primero es buscar un transistor que se adapte a nuestras necesidades, mirando la lista anterior el 2N3053 nos viene bien ya que permite tensiones de hasta 40V. y corrientes de hasta 700 mA. Podemos ver que su hFe es de 50, por tanto la fórmula aplicada sería:

Una resistencia de 430 ohm. no es una resistencia común, por lo que buscaremos el valor más aproximado de las resistencias comerciales, que en este caso podríamos elegir entre una de 390 ohm. o una de 470 ohm.

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16 pensamientos en “Calcular la resistencia para un transistor accionado por un microcontrolador

  1. damien

    Hola, Oye y si quiero encender un L.E.D con el transistor?
    como seria el arreglo?

    Pongo la resistencia en la pata de emisor ? conectada al anodo del led?

    O, pongo primero el led? conectando el emisor con anodo y el catodo a tierra la resistencia?
    espero me haya dado a entender un saludo espero andar por la pagina mas seguido ya que se me hace interesante
    un saludo

    Responder
    1. Oscar Autor

      Es indiferente, piensa en el transistor como un interruptor: Si esta abierto no hay corriente y el led no se encienide, si esta cerrado si se enciende tengas puesto el led y la resistencia en la parte del colector, en la parte del emisor o uno en el colector y otro en el emisor. Como comenta Jorge abajo la carga tiene que ir en la parte del colector, el emisor sólo puede ir a masa.

      Responder
      1. Mrgz

        Hola! corrígeme si me equivoco. Si sustituyo esa caja verde por una resistencia de 470 como la de la base, ¿Ib no pasaría a ser la mitad? Creo que en una disposición de emisor común como la del dibujo, tu caja verde debería estar en el colector…¿No es así? Muy buen artículo! ^^

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        1. JMN Autor

          No te equivocas, la imagen no es correcta y la caja verde debería estar en el colector. Con una carga resistiva en la fórmula a la tensión del numerador deberías restarle la corriente de emisor por la R de carga, lo que daría una R de base menor.

          Lo más adecuado es utilizar un mosfet en lugar de un bjt, no consumes corriente del micro y su caída de tensión va a ser menor, por lo que le va a llegar más tensión a la carga, siempre que la velocidad de conmutación no sea un problema y se requiera un bipolar.

          Gracias por el comentario, le diré a Óscar lo del dibujo.

          Saludos.

          Responder
  2. Sam

    amigo muy buen tema el que as publicado!!!!… me ha ayudado mucho, tengo una duda y de que potencia selecciono la r que va a la base del transistor???… sé que es deacuerdo a la corriente que consume la base del transistor, pero de cuanto es la Ib para saber la R ??… muchas gracias

    Responder
    1. JMN Autor

      P = R * I^2, la corriente de base por lo general es de unos pocos mA, que es también lo que vas a poder sacar del pin de un microcontrolador, y depende de la resistencia de base que pongas pero por lo general 1/4 de W será más que suficiente. Aunque es preferible usar transistores mosfets a bipolares, ya que estos no te van a consumir ninguna corriente de base/puerta.

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  3. Sam

    Gracias JMN !!!!… por tu rápida respuesta amigaso =D te cuento que le puse una R d medio vatio y me funcionó a la perfección =D, gracias por tu ayuda!! como no hay manito arriba jejeje para poner una

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  4. Agustin

    Muchas gracias! Me sirvio mucho.

    Ahora, una pregunta. Si el micro-controlador pertenece a otro circuito y por ende, la masa de este y la de los 12 V son diferentes ¿Como conecto el micro-controlador?

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    1. Oscar Autor

      En corte cuando envías una señal LOW desde la patilla del microcontrolador, en saturación cuando envías un HIGH desde la misma patilla.

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  5. Mario

    Mil gracias, me ayuda mucho en mi proyecto de controlar el motor de la puerta de mi garage. El circuito electrónico que trae este motor permite abrir o cerrar la puerta, cortocircuitando dos polos que están a 24 voltios y consumen 12.3 mA (medido con amperímetro). Con la fórmula y el transistor 2N4124, la resistencia en la base sería 45.000 ohm. Mi duda es: puedo conectar directamente los dos polos mencionados al cátodo y al emisor del transistor?
    Saludos cordiales.

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    1. admin Autor

      Me imagino que te refieres al colector. En principio si que puedes, ¿no será un relé o algo parecido? en cuyo caso deberías poner un diodo en antiparalelo.

      Responder
      1. Mario

        Sí es un relé que necesita un pulso de 24V.
        Sería otra solución utilizar un amplificador operacional para aumentar el pulso de 5V a un pulso de 24V?

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        1. admin Autor

          Entonces tienes que poner un diodo en antiparalelo, tal como aparece en este esquema (cambiando la fuente a 24V y la resistencia a la que has calculado):

          esquema

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