Transistores

Los transistores y sus aplicaciones.

Breve resumen.

En este trabajo se pretende realizar un resumen acerca algunos de los tipos de transistores

existentes, en cuanto a sus características, su principio de funcionamiento, sus modos de

conexión más comunes y las aplicaciones de los más usados en electrónica como el caso de

los transistores bipolares, Transistor de efecto campo (FET), el fototransistor etc...

Introducción

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de

amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en

inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra

prácticamente en todos los enseres domésticos de uso diario: radios, televisores,

grabadoras, reproductores de audio y vídeo, hornos de microondas, lavadoras, automóviles,

equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras,

impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos,

reproductores mp3, celulares, etc.

Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de tres electrodos o tríodo, el

transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. En diciembre de 1947 por

John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron

galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956. Gracias a ellos fue posible la

construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente "transistores",

televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color... Antes de

aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante

altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían

funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.

El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente

(contaminadas con materiales específicos en cantidades específicos) que forman dos

uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la

tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores

(base). A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y

del que se obtiene corriente amplificada. En el diseño de circuitos a los transistores se les

considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, capacitores e inductores que son

elementos pasivos. Su funcionamiento sólo puede explicarse mediante mecánica cuántica.

De manera simplificada, la corriente que circula por el "colector" es función amplificada de la

que se inyecta en el "emisor", pero el transistor sólo gradúa la corriente que circula a través

de sí mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta la "base" para que circule

la carga por el "colector", según el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificación

logrado entre corriente de base y corriente de colector, se denomina Beta del transistor.

Otros parámetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de transistor son:

Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia

Máxima, disipación de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se grafican los

distintos parámetros tales como corriente de base, tensión Colector Emisor, tensión Base

Emisor, corriente de Emisor, etc. Los tres tipos de esquemas básicos para utilización

analógica de los transistores son emisor común, colector común y base común.

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Modelos posteriores al transistor descrito, el transistor bipolar (transistores FET, MOSFET,

JFET, CMOS, VMOS, etc.) no utilizan la corriente que se inyecta en el terminal de "base"

para modular la corriente de emisor o colector, sino la tensión presente en el terminal de

puerta o reja de control y gradúa la conductancia del canal entre los terminales de Fuente y

Drenador. De este modo, la corriente de salida en la carga conectada al Drenador (D) será

función amplificada de la Tensión presente entre la Puerta (Gate) y Fuente (Source). Su

funcionamiento es análogo al del tríodo, con la salvedad que en el triodo los equivalentes a

Puerta, Drenador y Fuente son Reja, Placa y Cátodo.

Los transistores de efecto de campo, son los que han permitido la integración a gran escala

que disfrutamos hoy en día, para tener una idea aproximada pueden fabricarse varios miles

de transistores interconectados por centímetro cuadrado y en varias capas superpuestas

Distintos encapsulados de transistores.

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Los transistores de unión (uno de los tipos más básicos) tienen 3 terminales llamados Base,

Colector y Emisor, que dependiendo del encapsulado que tenga el transistor pueden estar

distribuidos de varias formas.

Tipos de transistores. Simbología

Existen varios tipos que dependen de su proceso de construcción y de las apliaciones a las

que se destinan. Aquí abajo mostramos una tabla con los tipos de uso más frecuente y su

simbología:

Transistor bipolar de unión (BJT)

Transistor de efecto de campo, de union (JFET)

Transistor de efecto de campo, de metal oxido

semiconductor (MOSFET)

Fototransistor

Tipos de transistor

• Transistor de punta de contacto. Primer transistor que obtuvo ganancia, inventado en

1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio sobre la que se

apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La

corriente de emisor es capaz de modular la resistencia que se "ve" en el colector, de

ahí el nombre de "transfer resistor". Se basa en efectos de superficie, poco conocidos

en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía

desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de

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