Un gran problema que los técnicos encuentran cuando van a reparar algún equipo es encontrar un equivalente o sustituto para un componente quemado. El caso se complica cuando el equipo es importado o aún cuando el componente usado tiene un marcado específico de la fábrica. Vea en este artículo cómo proceder en estos casos.
Los semiconductores, principalmente transistores, se fabrican con miles de especificaciones diferentes, lo que lleva a millones de tipos disponibles que se encuentran en la mayoría de los equipos electrónicos.
Muchos técnicos tienen volúmenes manuales de "sustitutos o equivalentes" en los que tipos y tipos de transistores comunes tienen los substitutos indicados.
Sin embargo, además de estos manuales no cubren todos los tipos, existe un problema a considerar: la equivalencia no siempre es válida.
EQUIVALENCIA
Decimos que un transistor es equivalente a otro cuando puede funcionar en los mismos circuitos con el mismo rendimiento.
La sustitución de transistores sería muy simple si esto fuera largo con facilidad por los tipos que en manuales o tablas se indican como "equivalentes".
En realidad lo que ocurre es que los transistores varían mucho de características incluso cuando son del mismo tipo, lo que significa que no existen dos transistores exactamente iguales incluso cuando tienen la misma marcación!
Cuando los proyectistas crean un equipo electrónico normalmente admite que los transistores usados pueden tener ciertas características dentro de una gama de valores.
Esto significa que, en principio, si tenemos transistores que tienen esas características en las mismas franjas, pueden ser considerados sustitutos o equivalentes y funcionar de la misma manera.
Ocurre, sin embargo, que estas bandas cambian según la aplicación. Así, un transistor que opera en un circuito de RF tiene bandas de características de operación diferente que cuando opera como conmutador de alta velocidad.
El desplazamiento de estas características puede conducir a un problema muy importante que debe ser previsto por los técnicos: un transistor que sustituye a otro en una aplicación puede no funcionar en otra!
Dos transistores que incluso hayan ganado, la misma tensión de trabajo, pero las frecuencias de corte diferentes se pueden utilizar también en un circuito de audio pero no en un oscilador cuando uno puede funcionar y otro no.
LA SENSIBILIDAD DEL TÉCNICO
El técnico que trabaja con la reparación de equipos electrónicos no debe sólo contar con un manual de equivalencias o aún informaciones básicas sobre algunos transistores más usados.
Debe ante todo tener la capacidad de analizar el circuito en el que se encuentra para saber si un transistor indicado como sustituto puede realmente ser utilizado.
ṡY qué debe mirar el técnico?
a) Tensión entre colector y emisor
Esta característica no es muy crítica ya que, dado que el transistor sustituto o escogido como tal soporte una tensión mayor o igual que el original, en principio se puede utilizar.
El técnico sólo debe tener cuidado de observar si la tensión máxima entre el colector y el emisor se especifica en los dos tipos bajo las mismas condiciones.
Así, si el VCE (max) de un transistor es 50 V y de otro tenemos VCEO (max) = 50 V, ellos no son iguales pues la tensión en un es absoluta y en el segundo se da a la base abierta!
b) Potencia
Esta especificación es importante cuando el transistor trabaja con corrientes más intensas como, por ejemplo, en amplificadores de potencia, fuentes, circuitos de control, etc.
El transistor sustituto debe tener una potencia igual o mayor que la del original y aún condiciones de ser montado en el mismo radiador de calor cuando se usa, como muestra la figura 3.
c) Ganancia
La ganancia es muy importante en la mayoría de las aplicaciones. Un transistor menor que el especificado para el original puede traer problemas de funcionamiento como, por ejemplo, la no excitación de los circuitos. El técnico debe estar atento para que el sustituto haya ganado igual o mayor que el original.
Es necesario tener cuidado en la forma en que se especifica la ganancia. Normalmente es dado por la Beta, pero pueden ocurrir casos en que hemos ganado Alfa y la misma hFE.
d) Frecuencia de corte o transición
La ganancia de un transistor cae rápidamente cuando la frecuencia de la señal que debe generar o amplificar aumenta.
Esto significa que dos transistores que tienen la misma ganancia con señales de frecuencias bajas (audio) pueden no tener ganancias iguales para un valor de frecuencia más alto, por ejemplo en 20 MHz.
Esto quiere decir que en un circuito que trabaje en esta frecuencia más alta un transistor no sustituye al otro, presentando así problemas para el técnico que pretende hacer el cambio.
Los transistores para una determinada aplicación de alta frecuencia principalmente o incluso de conmutación deben tener frecuencias de cortes similares.
Se debe también observar que las capacitancias internas de los transistores influyen en la forma en que operan con señales de altas frecuencias.
Así existen casos específicos en los que los transistores están diseñados para operar con un determinado tipo de señal.
Es lo que ocurre con los llamados transistores para conmutación que se crean con características que posibilitan su operación con señales rectangulares o de variación muy rápida como los encontrados en fuentes conmutadas y circuitos digitales.
Un transistor de este tipo no puede ser sustituido por otro que tenga las mismas características básicas como frecuencia de operación máxima y ganancia, si no se indica para conmutación.
La frecuencia máxima de operación de un transistor normalmente se especifica como "frecuencia de transición" o fT.
Se trata de la frecuencia en que la ganancia del transistor cae hasta la unidad como se muestra en la figura 5.
Esto significa que, por encima de esta frecuencia, la intensidad de una señal obtenida en la salida será menor que la de la señal aplicada en la entrada, es decir, no amplifica más.
e) Ruido
Los transistores generan ruidos cuando funcionan. Estos ruidos dependen de la intensidad de la corriente y también de sus características constructivas.
Dependiendo de la aplicación, el ruido puede ser importante cuando se desea sustituir un transistor.
Un ejemplo de esto ocurre con circuitos de audio que operan con señales de muy baja intensidad como por ejemplo preamplificadores.
Un transistor de alta ganancia y bajo ruido como el BC549 debe ser usado en muchos casos. Este transistor garantiza que las señales débiles reciban gran amplificación sin que haya introducido ruido (que aparece en forma de chillado).
Si este transistor es sustituido por un BC548, aunque tenga la misma ganancia, el aparato funcionará, pero el nivel de ruido puede aumentar y aparecer en la salida con un añadido en el chiado.
Esto ocurre porque los transistores BC548 y BC549 aunque tienen las mismas características generales son transistores diferentes en cuanto al ruido. El BC549 es un transistor de bajo ruido y el BC548 no.
LA PRUEBA DE TRANSISTORES
Un equipo de gran ayuda para los técnicos es la prueba de transistores que permite seleccionar en un lote de determinados tipos los que tengan mayor ganancia o incluso verificar el estado de un transistor de un equipo sospechoso.
Las pruebas de transistores son relativamente baratas y ayudan mucho en el taller del reparador de equipos electrónicos.
CONCLUSIÓN
El técnico debe estar preparado para sustituir transistores en muchos casos por equivalentes u otros cuyas características estén próximas a los originales por no disponer de los originales.
Sin embargo, hay que tener mucho cuidado al hacerlo. No basta con un manual o lista para tratar de hacer el cambio con garantía de éxito.
Es necesario también analizar el circuito donde el transistor funciona y aún así estar preparado para hacer algunos intentos en el sentido de encontrar el sustituto ideal para una aplicación.