Transistor 2N2222: todo lo que necesitas saber

transistor 2n2222

El transistor 2N2222 o PN2222 es otro de los transistores más usados junto con el BC548. Por tanto, si te gusta el DIY y eres un maker, seguramente en algún momento has necesitado uno de estos dispositivos. En este caso, el PN2222 es un transistor de silicio de baja potencia y diseñado para aplicaciones de amplificación lineal y conmutación.

El motivo de que sea tan demandado es que es bueno amplificando pequeñas corrientes y tensiones pequeñas o medianas, además de poder trabajar con frecuencias medianamente altas. Eso quiere decir que tiene un uso general y es bastante popular entre los aficionados de radio. Los que lo sean sabrán que es uno de los transistores usados para la construcción del transceptor BITX, o que permitió que el club de radioaficionados Norcal lanzara en 1999 un desafío para construir un transceptor de radio con solo 22 transistores de este tipo sin ningún tipo de CI adicional.

Al igual que el BC548 se fabrica mediante procesos de epitaxia. También se trata de un transistor bipolar y de tipo NPN. En la actualidad suele tener varios encapsulados posibles, como el TO-92 de plástico, que suele ser la forma de presentarlo más común y también otros como TO-18, SOT-23, SOT-223, etc.

¿Qué es exáctamente un transistor?

Bardeen Brattain y Shockley con el transistor de contacto

Ya que la radio o transistor se llamó así debido a este dispositivo del que hablamos, me gustaría hacer una muy breve introducción sobre qué es un transistor y un poco de historia. Los transistores no son más que dispositivos similares a los interruptores y con capacidad para amplificar la señal. Es decir, son los sustitutos de los primitivos tubos de vacío o válvulas de vacío que tantos problemas daban.

Esas válvulas eran similares a las bombillas tradicionales, por lo que se podían fundir y se debían sustituir con frecuencia. Además tenían un elevado tamaño y no permitían crear aparatos de dimensiones reducidas. El calor que generaban también era otro problema. Con la llegada de la electrónica de estado sólido, es decir, de los semiconductores, permitieron la creación de este tipo de dispositivos mucho más baratos, reducidos y fiables.

El nombre de transistor proviene de la unión de transfer y resistor, es decir, un resistor de transferencia en inglés. Recuerda que resistor es una resistencia. Además, como sabrás, la invención surge en Europa con las primeras patentes del físico Lilienfeld (1925). Resultó algo adelantado a su época, ya que no econtraron aplicaciones prácticas para él en esa década ni en la siguiente y además era un transistor de efecto de campo, un concepto más avanzado incluso que los bipolares.

Oskar Heil también hizo un dispositivo similar en Alemania en 1934, y más tarde Robert Pohl y Rudolf Hilsch también harían experimentos relacionados con este tipo de dispositivos en una universidad alemana. De forma casi paralela, en Estados Unidos en Bell Labs de la AT&T también se estaban haciendo experimentos sin éxito, hasta que después de la II Guerra Mundial la suerte cambió para ellos y cuando volvieron del campo de batalla europeo dieron con la solución al venir con las ideas “refrescadas”.

John Bardeen, Wlater Brattain y William Shockley se llevaron el mérito patentando el primer transistor de la historia y ganando el Premio Nobel. En 1948 inventaron el transistor de contacto, un dispositivo muy grande, muy tosco y poco práctico que era costoso de fabricar y solía fallar a veces y había que recolocarlo en algunos casos. Desde ese punto se evolucionarían hasta los transistores actuales.

Pero si deseas saber cómo funciona exáctamente este dispositivo que revolucionó la electrónica y el mundo tecnológico, aquí te dejo este GIF con un símil sobre el transistor y un sistema hidráulico, que creo que mejor que este ejemplo no vas a encontrar para captar la idea del funcionamiento de un transistor:

GIF de funcionamiento de un transistor comparado con un sistema de agua

Se puede apreciar que cuando se aporta una corriente a la base del transistor NPN la corriente pasa del colector al emisor. Pero lo hace amplificada, ya que si te fijas en la imagen, se suma el torrente de agua de la base y el del colector. Es un simil bastante sencillo, aunque en el sistema electrónico deberías sustituir el agua por electrones…

Si deseas ver una imagen algo más esclarecedora desde el punto de vista del funcionamiento de las zonas de semiconductores, es decir, de los portadores de carga, aquí tienes esta otra imagen:

POrtadores de carga en NPN

En la imagen se puede apreciar que cuando se aplica una tensión negativa en el emisor, empuja a los portadores de carga negativos (electrones) y en la base los portadores de carga positivos (huecos) “absorben” electrones para que puedan saltar al colector

En el caso de un PNP sería similar, pero cambia las polarizaciones o formas de conectar el transistor.

Características del 2n2222:

 

El 2N2222 o PN2222 es frecuentemente fabricado por Philips Semiconductor, aunque también nos podemos encontrar de otros fabricantes como la histórica Fairchild Semiconductor, la alemana Siemens, COMSET Semiconductor, SEMICOA, etc.  Tiene una variante denominada 2N2222A.

El 2N2222A está encapsulado en metal tipo TO-18 y cualificado para uso en aplicaciones militares (MIL-STD) por su robustez, rango de temperaturas aceptable, etc. Si observamos los datasheets que aportan estos fabricnates, las características que vamos a encontrar en este transistor son:

  • Voltaje de colector emisor en corte: 50V
  • Corriente de colector constante: 800mA
  • Potencia disipada: 500mW
  • Ganancia de corriente: >100hFE, típicamente se alcanzan 150.
  • Frecuencia de trabajo: 250-300 Mhz, lo que permite su aplicación en radio de alta frecuencia
  • Tipo: bipola NPN
  • Encapsulados: TO-92 de plástico, TO-18 de metal, SOT-23 y SOT-223, estos dos últimos de tipo SMD.
  • Complementario (PNP): 2N2907
  • Equivalente: puedes usar el BC548 que vimos en el anterior post, pero recuerda girarlo 180º al invertir los pines de colector y emisor… También podrías usar el 2N3904 de características muy similares, pero sólo puede transportar una décima parte de la corriente soportada en el 2N2222. Si el circuito es solo para señales pequeñas se podría sustituir perfectamente. También el 2N2219 es similar, pero para mayor potencia. En este caso, al tener un formato TO-39 (hasta 3w) y soportar hasta 300 Mhz, puede ser usado en transmisores y amplificadores para HF y VHF e incluso algunos casos de UHF con potencias de salida de 1 a 2 vatios.
  • Equivalente SMD: para montaje superficial existe un transistor 2n2222 SMD con encapsulado SOT-23.

Datasheet:

datasheet del 2n2222A

Un datasheet es un documento, normalmente un PDF, con las características detalladas del dispositivo electrónico. Los crea el propio fabricnate con las peculiaridades de su producto, por tanto, podemos encontrar que no hay los mismos parámetros en dos datasheet sobre un 2n2222 de fabricantes distintos. Aquí puedes descargar algunos de ellos:

Espero que te haya ayudado esta guía sobre el 2N222 o PN2222.


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