Inversión de señales con transistores BJT NPN y PNP

Seguramente hayas estado en la situación en la que tienes una señal que está transmitiendo la información que quieres, pero está invertida y no te sirve para accionar alguna parte de tu circuito, como podría ser el caso de una señal que debería iluminar un LED, pero solo cuando se encuentra en estado bajo, por ejemplo.

Para estos casos, existen muchas soluciones para invertir la señal, tanto analógicas como digitales, pero hoy exploraremos como hacer esta inversión de señales útiles con transistores BJT, es decir, transistores de unión bipolar, tanto NPN como PNP.

Por qué utilizar transistores BJT para invertir señales

Como he mencionado anteriormente, existe multitud de maneras de invertir una señal digital, pero lo que hace que sea interesante utilizar transistores BJT para invertir una señal que hará trabajo útil (como encender un LED o alimentar un motor) es la posibilidad de utilizar estos transistores como interruptores amplificadores, por lo que con una señal pequeña (aquella que queremos invertir) es posible controlar un voltaje mayor a la ve que invertimos el valor de la señal transmitida.

Todo esto unido al hecho de que seguimos trabajando con componentes sencillos y muy accesibles como son los transistores NPN y PNP.

Que transistores utilizar

Ya comentamos en nuestro artículo sobre como controlar motores con transistores NPN, que transistores recomiendo, pero volveré a hacer la misma recomendación aquí.

Mis transistores de uso general favorito son los NPN 2n2222 de Bojackpues te serán útiles en muchos proyectos diferentes:

Sin embargo, si quieres tener un surtido más amplio (y para probr ambas opciones de inversión de señal necesitaras PNPs), te recomiendo uno de sus surtidos en Amazon:

Inversión con un transistor NPN

Recordemos como funciona un transistor NPN cuando lo utilizamos como interruptor: el voltaje de la base nos permite controlar la corriente que fluye entre el colector y el emisor, de tal manera que podemos abrir o cerrar el circuito entre colector y emisor variando el voltaje de la base.

En nuestro caso, utilizaremos este comportamiento para invertir la señal de la siguiente manera:

Como puedes observar, hemos conectado nuestra salida a una resistencia pullup (recuerda visitar nuestro artículo sobre estas resistencias si necesitas un repaso), de tal manera que cuando aplicamos una señal baja a la base, el camino entre el punto en el que está conectada nuestra salida y la tierra se comporta como un circuito abierto y el voltaje de la salida es elevado hasta el voltaje del raíl positivo por esta resistencia pullup.

Al aplicar un voltaje alto a la base, sin embargo, es como si conectáramos nuestra salida a tierra, y eso hace que el voltaje de nuestra salida sea tierra también.

Fíjate que estamos invirtiendo la señal de entrada, la de la base, al tirar hacia arriba cuando esta es baja y al tirar hacia tierra cuando esta es alta.

Inversión con un transistor PNP

Para el ejemplo de un transistor PNP, vamos a seguir la misma idea, pero recuerda que, siendo el PNP en cierta manera una copia inversa del NPN, vamos a invertir el circuito:

De esta manera, al aplicar un voltaje alto a la base, no dejamos que fluya corriente entre el colector y el emisor y nuestra salida es empujada hacia tierra por la resistencia pulldown. De igual manera, al aplicar un voltaje bajo, dejamos que haya conducción y nuestra salida tiene un voltaje alto gracias a disponer de un camino de baja impedancia hacia él. De esta manera conseguimos invertir la señal.

Conclusiones

Ahora ya sabes cómo invertir señales a la vez que utilizas estos transistores como interruptores para controlar cargas más elevadas, todo sin tener que pasar por electrónica digital ni un Arduino.

Estos conocimientos deberían ayudarte a simplificar tus circuitos. Estoy deseosa de ver qué proyectos nuevos desarrollas a partir de ahora, ¡no olvides compartirlos en los comentarios!