Transistor BC547: todo lo que necesitas saber

Transistor BC547

Si eres un maker, te gusta el DIY y la electrónica, seguramente que hayas necesitado alguna vez usar un transistor BC547. Se trata de un transistor de unión bipolar que fue desarrollado originalmente por Philips y Mullard entre los años 1963 y 1966. En un inicio se denominó con la nomenclatura BC108 y disponía de un encapsulado metálico tipo TO-18 (Transistor Outline package – case style 18). Ese  encapsulado resultaba bastante más caro que el equivalente en plástico TO-92, pero la disipación de calor es mejor en el primero.

Más tarde pasaría a tener un nuevo encapsulado de plástico y renombrado con el código BC148. Y fue evolucionando del BC108, BC238, hasta lo que hoy conocemos como BC548 con un encapsulado más barato tipo TO-92, y de aquí surgieron las variantes como el BC547. Las diferencias entre las series básicamente eran los encapsulados, siendo iguales en su interior. Además, por sus siglas BC deja ver que se trata de una topología Base Común, consiguiendo una ganancia elevada de tensión en su salida sin inversión de la señal de salida. A diferencia de EC (Emisor Común), que es el único en conseguir ganancias tanto de tensión como de corriente, y CC (Colector Común) muy útil para adaptar etapas con impedancias muy dispares respectivamente.

Existen también otras designaciones como los BF, pero en este caso se usa para identificar a los transistores usados para RF (radiofrecuencia), es decir, aquellos que consiguen buenas ganancias a frecuencias muy elevadas.

Generalidades de la familia BC5xx:

diagrama de NPN

El BC547 pertenece a la familia de transistores con similares características como los BC546, BC548, BC549 y BC550. Todos ellos son de tipo bipolar o de unión bipolar (por sus siglas en inglés BJT de Bipolar Junction Transistor). Es decir, no se trata de transistores de efecto de campo como los FET, fototransistores controlados por luz, etc. Este tipo de transistores bipolares se fabrican con materiales como germanio, silicio o de arseniuro de galio.

El nombre de bipolar proviene del hecho de que forman 2 uniones PN, ya que los transistores tienen tres capas semiconductoras dispuestas de dos formas posibles: NPN y PNP. En el caso del BC547 ya hemos dicho que se trata de un NPN. Es decir, un semiconductor dopado con un elemento de la tabla periódica que le permita tener un exceso de portadores de carga (electrones) para la partes N, y un semiconductor dopado con algún elemento con menos electrones de valencia dando lugar a un semiconductor tipo P con un exceso de portadores de carga positivos en este caso (huecos).

Dicho esto, si nos centramos en la familia, las diferencias entre todos los miembros es bastante leve. El encapsulado de todos es el mismo, el SOT54 o TO-92. Pero cada uno ha sido optimizado para un tipo de tarea concreta:

  • BC546: para alta tensión (hasta 65v).
  • BC547: también para alta tensión (45v)
  • BC548: para tensiones normales, hasta 30v.
  • BC549: similar al BC548 pero con un bajo ruido para aplicaciones algo más críticas o sensibles a ruido electrónico. Por ejemplo, los sistemas de sonido de alta fidelidad.
  • BC550: similar a los dos primeros, es decir, para alta tensión (45v) pero ha sido mejorado para ofrecer bajo ruido.

Todos ellos disponen de tres patillas, como es lógico en los transistores. Para identificarlas, debemos mirarlo desde la cara con chaflán o plana del encapsulado, es decir, dejando la cara redondeada para el otro lado. De este modo, de izquierda a derecha las patillas son: colector – base – emisor.

  • Colector: es un pin o patilla metalica en contacto con una zona menos dopada que el emisor. En este caso es una zona N.
  • Base: es la patilla o contacto metálico conectada a la zona media que debe ser muy delgada. En este caso es la zona P.
  • Emisor: el contacto conectado al otro extremo (zona N en este caso) y que debe ser una región altamente dopada para aportar la mayor cantidad de portadores a la corriente.

Una vez sabido esto, entenderemos mejor cómo funciona el transistor BC. En el caso concreto de los BC5xx, se soportan corrientes de salida de hasta 100 mA. Es decir, esto sería el máximo de intensidad que puede fluir entre el colector y el emisor, controlados por la base como si fuese un interruptor. En el caso de las tensiones máximas aceptadas, esto varía en función del modelo como hemos visto.

Recuerda que el máximo de intensidad de corriente de 100mA es solo para la corriente continua, ya que para la corriente alterna donde hay picos puntuales de breve duración se podría subir hasta los 200 mA sin destruir el transistor. No obstante, algunos fabricantes como la mítica e histórica Fairchild han llegado a construir modelos de BC547 que pueden llegar a los 500mA, aunque no sea estándar. Por lo que puedes encontrar quizás datasheets del BC547 con voltajes algo variables a lo que aquí se especifica…

Particularidades del BC547:

bc548 patillas y símbolo

Después de conocer algunas cosas en comun con los miembros de la familia, vamos a centrarnos en algunas magnitudes y características específicas para el BC547.

Ganancia:

La ganancia de corriente, cuando hablamos de la base común, es aproximadamente la ganancia de corriente desde el emisor al colector en la región activa directa. En el caso del BC548, igual que sus hermanos de familia, tienen una ganancia muy buena de entre 110 y 800 hFE para corriente continua. Esto se suele especificar con una letra extra al final de la nomenclatura que indica el rango de ganancia considerando la tolerancia del dispositivo. Si no existe dicha letra, entonces podría ser cualquier dentro del rango que he dado. Por ejemplo:

  • BC547: entre 110-800hFE.
  • BC547A: entre 110-220hFE.
  • BC547B: entre 200-450hFE.
  • BC547C: entre 450-800hFE.

Es decir, el fabricante estima que estará entre esos rangos, pero no se sabe cuál es exáctamente la ganancia real, por tanto debemos ponernos en el peor de los casos cuando diseñemos el circuito. De esa forma se garantiza que el circuito es funcional incluso si la ganancia sea la mínima del rango, así como garantizar que el circuito seguiría funcionando si sustituimos dicho transistor. Imagina que has pensado el circuito para que funcione con un mínimo de 200hFE y tienes un BC547B pero decides sustituirlo por un BC547A o BC547, puede que no llegue a esa tasa y no funcione… En cambio, si lo haces para que funcione con 110, cualquiera te funcionará.

Respuesta de frecuencia:

La respuesta de frecuencia es muy importante para los amplificadores. De la respuesta de frecuencia del transistor va a depender si se puede trabajar con unas u otras frecuencias. Esto te recordará algo si has estudiado temas como los filtros paso alto y paso bajo de frecuencias, ¿Verdad? En el caso de la familia vista aquí, y por tanto del BC547, tienen buena respuesta de frecuencia y pueden treabajar a frecuencias de entre 150 y 300 Mhz.

Normalmente, en los datasheets de los fabricantes se dan todos los detalles del transistor, incluído una gráfica de la respuesta de frecuencias. Estos documentos los puedes decargar en PDF de las webs oficiales de los fabricantes de los dispositivos, y allí encontrarás los valores. La respuesta de frecuencia la verás con las siglas fT.

Esas frecuencias máximas nos van a garantizar que el transistor amplifica al menos 1, ya que mientras mayor sea la frecuencia, más baja será la amplificación del transistor debido a la parte capacitiva del mismo. Por encima de esas frecuencias aceptables, el transistor podría tener una ganancia muy baja o prácticamente nula, por lo que no compensa.

Equivalencias y complementación:

Puede que te encuentres con el dilema de tener que usar otro tipo de transistor diferente o complementario al BC547 en un circuito. Por eso vamos a mostrar algunas equivalencias o antagonistas.
  • Equivalentes:
    • Similar: un transistor de montaje en una placa con orificios equivalente sería el 2N2222 o PN2222 al que vamos a dedicar otro artículo especial. ¡Pero cuidado! En el caso del mítico 2N2222 las patillas del emisor y colector están invertidas. Es decir, sería emisor-base-colector en vez de colector-base-emisor. Por tanto, debes soldarlo o colocarlo girado 180º con respecto a cómo tenías el BC547.
    • SMD: si quieres un equivalente al BC547 de montaje superficial para circuitos impresos o PCBs de más reducido tamaño, entonces lo que estás buscando es un BC487 encapsulado bajo SOT23. Eso evitaría tener una placa con orificios para su montaje y soldado. Por cierto, si buscas transistores bipolares equivalentes para los otros miembros de la familia, puedes ver los BC846, BC848, BC849 y BC850. Es decir, sustituir BC4xx por el BC8xx equivalente.
  • Complementarios: otroa situación que se puede dar es que quieras el opuesto, es decir, un PNP en vez de un NPN. En ese caso, el adecuado sería el BC557. Para buscar complementarios para el resto de miembros de la familia puedes hacer uso de los BC5xx como: BC556, BC558, BC559 y BC560.

Espero que te haya servido de ayuda este posts y el próximo será el PN2222.


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