Relés vs. transistores: elegir la mejor herramienta para el trabajo

Para hacer bien cualquier trabajo, necesitas las herramientas para completarlo. Pero en la vida, esa herramienta o componente correcto no siempre es obvio. Por ejemplo, si necesitas clavar un clavo, un martillo funciona bastante bien. Pero para cortar un trozo de madera, podrías usar una sierra de mesa, una sierra de inglete, una sierra de calar, una sierra de tracción, un enrutador, un cuchillo, un cortador láser, o cualquier otro número de dispositivos. Todos cortan madera, pero algunos pueden funcionar mucho mejor que otros para tareas específicas.

El mundo de la ingeniería conoce bien esta lucha, y los transistores y los relés son un ejemplo perfecto. Nominalmente, ambos dispositivos realizan la misma función: interrumpen y restablecen el flujo de corriente, pero utilizan métodos muy diferentes. Dependiendo de tu experiencia y del sector, puedes optar por uno u otro, pero cada dispositivo tiene sus propias ventajas y desventajas. Para evaluar cuál funcionará mejor para tu aplicación, es importante entender los detalles de las características de cada dispositivo.

Relés fiables

Relés son una tecnología probada con el tiempo, y cambian físicamente los contactos como si estuvieras accionando un interruptor tú mismo. Normalmente, utilizan un interruptor de lengüeta electromagnético para permitir que una pequeña señal eléctrica cambie voltajes mucho más altos.
 
Los relés se distinguen de los transistores en algunos aspectos clave. Aquí hay cinco de sus mayores diferencias:

• Los relés manejan cargas de corriente y voltaje mucho más altas.
• Los relés pueden cambiar cargas independientemente del circuito interno del dispositivo.
• Los relés pueden manejar cargas de corriente alterna (CA) o corriente continua (CC).
• Los relés no tienen fugas de corriente. Un relé está completamente encendido o apagado.
• Los relés experimentan una resistencia muy baja. Desde un punto de vista eléctrico, un relé cerrado es prácticamente idéntico a un cable sin interrupción.

Transistores: Velocidad y Simplicidad

Transistores permiten que la corriente fluya entre el colector y el emisor, a diferencia de un interruptor de encendido/apagado. No utilizan partes móviles. En su lugar, cuando hay un voltaje positivo presente, el transistor varía la conductividad del material del transistor. Aquí hay ocho características específicas de los transistores, en comparación con los relés:

• Son mucho más rápidos que los relés. Los rangos de conmutación son típicamente en el rango de nanosegundos (10-9 segundos), muchos órdenes de magnitud más rápidos que el relé equivalente.
• Los transistores pueden comportarse como dispositivos analógicos, permitiendo la amplificación de señales.
• Son mucho más pequeños que el relé equivalente.
• Los transistores son silenciosos y no indican si están activados.
• Puede usar un transistor para permitir que una señal conmute una carga mayor, pero no es completamente independiente. Los diseñadores necesitan saber más sobre el dispositivo conmutado que cuando se utiliza un relé.
• Necesitará especificar correctamente su transistor, mientras que los relés pueden tolerar una amplia gama de tipos de potencia.
• Son económicos.
• No puede usar un transistor con CA.

Componentes Electrónicos Similares

Los transistores y relés típicos tienen aplicaciones prácticamente ilimitadas, pero estas soluciones especializadas realizan tareas similares.

• Relé de estado sólido: Una especie de híbrido entre un relé convencional y un transistor, estos relés conmuta una carga usando un LED activado por el circuito de control. El LED activa un MOSFET activado por luz que controla la carga. Estos dispositivos son silenciosos, conmutan en un milisegundo o menos, y son más confiables que los relés convencionales.
• Contactores: Los relés contactores están optimizados para conmutar grandes corrientes, como al arrancar motores eléctricos. Generalmente, estos dispositivos cuentan solo con contactos NA.
• TRIAC: Abreviatura de “triodo para corriente alterna”, el TRIAC es un dispositivo de estado sólido que permite el flujo de corriente en ambas direcciones a través de dos terminales principales. Un pin de compuerta activa estos dispositivos.
• Chip de computadora: Puede que no desees desarrollar tu propio dispositivo de computación desde cero, pero vale la pena destacar que estos chips empaquetan miles de millones de transistores en un paquete que fácilmente cabe en la palma de tu mano. Es una maravilla de la miniaturización.

Cuándo utilizar relés y transistores

Para cargas muy altas o desconocidas, un relé es su mejor y más práctica opción. Elija un transistor para cargas más pequeñas, cuando el consumo de energía sea importante, o si necesita cambiar algo millones o billones de veces. Para una solución especializada, los dispositivos adicionales presentados ofrecen más opciones.
 
Un ingeniero reflexivo ocasionalmente reevaluará sus componentes y métodos elegidos. Quizás un SSR para su aplicación no esté disponible o sea demasiado costoso. O tal vez un cliente sigue intentando manejar una carga inapropiada desde la salida de su transistor. Cualquiera que sea su desafío, considere que su solución perfecta puede no ser la herramienta estándar en la que siempre ha confiado.