FALLAS ANALIZADAS CON OJO CLINICO
TRANSISTORES QUE ENGAÑAN

La falla que analizaremos en esta ocasión suele ser de las más complicadas al momento de determinar su causa. Esto de debe a que el síntoma reune todas las características de una falla en la fuente de alimentación, cuando en realidad, el problema se encuentra bastante lejos de este sector. Como se imaginarán, lo más perjudicial en estos casos es la pérdida de tiempo, dado que se suelen reemplazar varios componentes, incluso la propia fuente, antes de llegar al veredicto final.

INTRODUCCION

Antes de nada, vamos a aclarar un aspecto muy importante. La falla que aquí analizaremos está relacionada con un transistor. Este componente, si bien es simple en su estructura, puede tener variantes muy específicas de acuerdo con el diseño y la aplicación. Si van a efectuar un reemplazo, deberán entonces asesorarse muy bien respecto a la exacta concordancia del nuevo componente. En caso de que tengan alguna duda al respecto, efectúen todas las consultas necesarias antes de instalar y poner en funcionamiento la unidad reparada, ya que un reemplazo incorrecto puede provocar males aún mayores.

 
HISTORIA CLINICA
El equipo analizado es un K6 II 500Mhz montado en un motherboard PC100 con periféricos onboard. A su vez, funcionaba dentro de un gabinete medium tower con fuente AT. Las tareas a las que estaba sometido eran típicas de oficina: conexión a Internet, uso de Office, Corel y alguna que otra aplicación.

El problema surgió en forma repentina, sin síntomas previos. Al comenzar una típica jornada de trabajo, se trató de encender el equipo pero no se obtuvo respuesta alguna. Tras varios intentos, se corroboró que la PC no mostraba ningún signo de actividad, ni siquiera giraba la turbina extractora de la fuente.

Como en la mayoría de los casos, se procedió entonces a verificar las cosas más simples: presencia de energía en el tomacorriente de la pared, estado del cable de alimentación y funcionamiento de la llave de encendido; todo parecía estar en perfectas condiciones. Se continuó con un análisis un poco más específico. Usando un téster en la función de voltímetro, se tomó medida de las salidas de +5V y +12V de la fuente. Extrañamente, el voltaje aparecía, pero por tan sólo unas milésimas de segundo al encender el equipo, y luego quedaba en 0. A continuación, se hizo la misma prueba, pero “al vacío”; esto significa que se analiza la fuente sin que haya nada conectado a ella. En ese caso, la potencia de trabajo se estabilizaba y no mostraba signos aparentes de falla.

Ante estas circunstancias, estamos frente a dos causas posibles: el motherboard o la misma fuente de alimentación. Seguramente estarán pensando en por qué sospechamos de la fuente, si es que funciona sin inconvenientes al desconectarla. Esto es porque muchas veces, algunos componentes de ese elemento funcionan bien “al vacío”, pero fallan cuando se los somete a una carga de trabajo; o sea, cuando se le conectan otras unidades y el motherboard.

Para desterrar esa posibilidad, se conectó otra fuente de alimentación, en correctas condiciones de operación, y se conectó el equipo. El resultado fue exactamente el mismo, por lo que se concluyó que la falla provenía del motherboard, que, por alguna razón, estaba bloqueando el trabajo de la fuente. Ver figura 1.

 
DAÑOS

Llegó entonces el momento de averiguar qué componente estaba fallando. El trabajo se concentró en el motherboard, que era el que estaba generando el bloqueo. Este tipo de fallas son muy raras, ya que no es fácil inhabilitar una fuente AT, a raíz de su rústico sistema de encendido. Este se basa en una llave de cuatro puntos que, sencillamente, hace un puente y permite el paso de la corriente. En el caso de las ATX, en cambio, es el mother el que da la orden de encendido, previa verificación de todas las partes. Por eso mismo, es más frecuente encontrar síntomas similares en equipos armados con este último modelo.

Ahora bien, ¿qué componente puede generar semejante desbarajuste en una fuente AT? Sin dudas, uno relacionado con el manejo de la corriente entrante. Muchos desconocen que el motherboard posee una especie de fuente de alimentación propia, que se encarga de regular el voltaje provisto por el gabinete, para luego redistribuirlo. Esta fuente es del tipo conmutada, y sus componentes principales son dos transistores reguladores y dos conversores RichTek RT34063A, rodeados por una serie de capacitares electrolíticos y bobinas. Como estos últimos son más propensos a sufrir deterioros, fueron los primeros que se midieron, pero no se detectaron problemas. Los transistores son los encargados de regular ese voltaje que llega a la placa, de modo que un cortocircuito en cualquiera de ellos es capaz de generar inconvenientes como los que aquí se describen. Para esta placa se utilizaron dos modelos: STPS20 y NEC X3296.

En efecto, al efectuar una medición de rutina con el téster, el STPS20 marcaba un cortocircuito entre base y emisor, lo que hacía que la fuente se autobloqueara como protección. Ver figura 2.

 
CAUSAS, SOLUCION Y COSTOS
Por lo general, es la fatiga del propio componente la causa de gran parte de los problemas que puede sufrir un transistor de cualquier tipo. Este caso no es la excepción: la gran cantidad de horas de trabajo diarias provocó ese cortocircuito en dos de sus patas.

La solución fue, por lógica, cambiar el componente. Para hacerlo, utilizamos un soldador de lápiz con punta cerámica y malla extractora de estaño, que no es otra cosa que una fina malla de cobre entrelazada que, al ser sometida al calor del soldador por encima de la soldadura, absorbe el estaño derretido y deja la unión limpia. Una vez liberadas las tres patas del transistor, hicimos lo mismo quitando el estaño que sujetaba la placa disipadora, ubicada en la parte superior del componente. Entonces sí, una vez liberado, buscamos un reemplazo que se adaptara perfectamente a las condiciones del transistor dañado y lo soldamos respetando la posición exacta dentro de la placa. Para soldarlo, usamos otra vez el soldador y alambre de estaño fino. Una vez en su posición, apoyamos la punta del soldador contra cada sector que queremos fijar y aplicamos una pizca de estaño. El proceso total no puede durar más de tres segundos por punto, para así evitar recalentamientos.

El costo de este reemplazo fue de apenas un par de centavos de dólar, pero puede acarrear males mayores en la fuente de alimentación si se la sigue encendiendo en esas condiciones. Ver la figura 3.

 
MIDIENDO COMPONENTES
Haremos un repaso del método de medición usado para capacitares y transistores, presentes en este sector de la placa madre.

Capacitores: Como hemos mencionado en otras ocasiones, los capacitores son componentes capaces de acumular y liberar energía en forma paulatina, que se utilizan para rectificar o administrar corriente en distintos sectores de un equipo. Para efectuar una comprobación de su estado de trabajo, situamos el téster en la función de óhmetro y tocamos con las puntas las patas del capacitor, respetando la polaridad (positivo con positivo y negativo con negativo). El téster debería marcar continuidad durante un par de segundos, y luego caer en forma paulatina. Esta medición se observa mejor en un téster de aguja.

Transistores: En este caso la medición es un poco más compleja, ya que estamos trabajando con un componente de características especiales. Para empezar, contamos con tres patas: base, emisor y colector. La que hace las veces de base suele estar marcada con un punto que la identifica; en la mayoría de los casos, es la que se ubica al medio, pero no siempre es así. Para corroborar su funcionamiento posicionamos la escala del óhmetro en un valor comprendido entre x1 y x100, luego aplicamos el Terminal negro (negativo) sobre la pata base y alternamos el rojo (positivo) entre las otras dos. De esta manera, tendría que haber conducción para ambos casos, y al invertir, tener un valor casi nulo. Por último, entre emisor y colector no debería haber continuidad en ninguno de los sentidos.

En la medición que se efectuó para esta autopsia, el transistor mostraba conducción en ambos sentidos entre las patas base y emisor, lo cual significa un claro cortocircuito. Vea la figura 4.

 
¿QUE ES UN TRANSISTOR?
Se podría decir que el transistor es el “responsable” de la revolución electrónica que se vive en la actualidad. Es la base de toda la tecnología moderna, ya que permitió armar equipos con tamaños y consumos reducidos, algo imposible de lograr en los antiguos aparatos valvulares. Cuando el transistor pudo comprimirse todavía más y encapsularse por cantidades en pequeñas pastillas, nació el microchip, y el resto es historia.

La esencia del transistor radica en dos funciones principales. Por un lado permite, de forma estática, habilitar o cortar el paso de la corriente entre emisor y colector, de acuerdo con lo que una señal de mando ordene a su pata base. Por el otro, es muy utilizado como amplificador de señales de cualquier tipo. Su estructura se basa en tres cristales de silicio que se polarizan según la forma en que se conecten las patas correspondientes a cada uno.

 
UN PROBADOR DE TRANSISTORES CASERO
Para aquellos entusiastas de la electrónica, les mostraremos aquí un circuito sencillo para que puedan armar su propio probador de transistores casero, y así no tener que depender de un téster. Además, de esta manera reducimos en forma notable la posibilidad de errores al momento de efectuar mediciones.

El circuito está basado, principalmente, en dos transistores osciladores, un pack de dos pilas de 1,5V y un parlante de 8 ohms, del que se desprenden tres terminales, una por cada pata del transistor. A su vez, una llave nos permite seleccionar el tipo de transistor que queremos medir: NPN o PNP. Esta llave nos tiene que dar la posibilidad de entrar con dos terminales, que puedan ser derivadas a otras cuatro, alternando dos y dos. Si conectamos un transistor en buen estado a los terminales de medida, respetando la disposición de las patas, el oscilador enviará al parlante una señal audible bien aguda. En caso de que el transistor que vamos a medir esté dañado, no obtendremos audio alguno.

Para montar los componentes, los comercios de electrónica ofrecen unas plaquetas diseñadas con contactos de cobre, que nos permiten interconectar componentes usando delgados conductores. Aquellos más perfeccionistas encontrarán también kits que les permiten diseñar sus propias plaquetas, con pistas específicamente preparadas para el proyecto que desean construir. A continuación, listamos el detalle de los componentes, muy simples de encontrar en cualquier comercio de electrónica.

En la figura 5 vemos el esquema eléctrico del probador de transistores.

 
¿QUE DIFERENCIAS HAY ENTRE UN TRANSISTOR NPN Y UNO PNP?
Para explicarlo de una manera sencilla, podemos decir que la nomenclatura de NPN o PNP se asigna al transistor según la polaridad que brinda. Este factor está relacionado con el sentido en el que la corriente circula entre las patas base y emisor. En los transistores NPN la corriente está habilitada para circular entrando por la base y saliendo por el emisor, y se bloquea cuando intenta hacerlo en el sentido opuesto. Lo contrario ocurre en los transistores PNP, en donde la circulación se realiza sólo desde el emisor hasta la base. Si deseamos verificar la característica de un transistor, basta con usar un téster en la función de óhmetro, y colocar el Terminal positivo en la base y el negativo en el emisor. Si de esa manera tenemos conducción, y no a la inversa, estamos en presencia de un transistor NPN. Si, en cambio, la conducción se da con el terminal positivo puesto en el emisor, estamos frente a un transistor PNP. Cuando se midió el transistor dañado del equipo analizado en la autopsia, las patas base y emisor marcaban conducción en ambos sentidos, lo que determinaba un claro cortocircuito en ese sector. También puede ocurrir que haya un corte, por lo que no habrá conducción en ninguna de las dos formas.
 
De la redacción de USERS de MP Ediciones
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
FIGURA 4
 
FIGURA 5
 
FIGURA 6
 
MATERIALES