2. LOS TRANSISTORES
• El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en
respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o
rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistor de
transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso
diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas
fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, entre otros.
• El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica
revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial. También se llama Transistor
Bipolar o Transistor Electrónico.
• Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos
electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control.
3. En la imagen siguiente vemos a la derecha un transistor real y a la izquierda el símbolo usado en los circuitos
electrónicos. Fíjate que siempre tienen 3 patillas y se llaman emisor, base y colector. Es muy importante saber
identificar bien las 3 patillas a la hora de conectarlo. En el caso de la figura, la 1 sería el emisor, la 2 el colector y la
3 la base.
Un transistor es un componente que tiene,
básicamente, dos funciones:
• Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de
una PEQUEÑA señal de mando. Como
Interruptor.
• Funciona como un elemento Amplificador de
señales.
• Pero el Transistor también puede cumplir
funciones de amplificador, oscilador,
conmutador o rectificador.
4. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR
Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito:
En activa : deja pasar mas o menos corriente.
En corte: no deja pasar la corriente.
En saturación: deja pasar toda la corriente.
Para comprender estos 3 estados lo vamos hacer mediante un símil hidráulico que es más fácil de
entender.
Lo primero imaginemos que el transistor es una llave de agua como la de la figura. Hablaremos de agua
para entender el funcionamiento, pero solo tienes que cambiar el agua por corriente eléctrica, y la llave de
agua por el transistor y ya estaría entendido. A continuación se plasma un ejemplo para explicar su
funcionamiento en los 3 posibles estados o situaciones.
5. Podemos ver los 3 estados diferentes. Para que la llave suba y pueda pasar agua desde la tubería E hacia la
tubería C, es necesario que entre algo de agua por la tubería B y empuje la llave hacia arriba.
Funcionamiento en corte: si no hay presión de agua en B, la válvula esta cerrada, no se abre la válvula y no se
produce un paso de fluido desde E (emisor) hacia C (colector).
Funcionamiento en activa: si llega algo de presión de agua a la base B, se abrirá la válvula en función de la
presión que llegue, comenzando a pasar agua desde E hacia C.
Funcionamiento en saturación: si llega suficiente presión por B se abrirá totalmente la válvula y todo el agua
podrá pasar desde el emisor E hasta el colector C. Por mucho que metamos más presión de agua por B la
cantidad de agua que pasa de E hacia C es siempre la misma, la máxima posible que permita la tubería.
6. Pues ahora el funcionamiento del transistor es igual, pero el agua lo cambiamos por corriente eléctrica y la llave
de agua será el transistor.
En un transistor cuando no le llega nada de corriente a la base, no hay paso de corriente entre el emisor y el
colector (en corte), funciona como un interruptor abierto entre el emisor y el colector, y cuando tiene la corriente
de la base máxima (en saturación) su funcionamiento es como un interruptor cerrado, entre el emisor y el
colector hay paso de corriente y además pasa la máxima corriente permitida por el transistor entre E y C.
El tercer caso es que a la base del transistor le llegue una corriente más pequeña de la corriente de base para que
se abra el transistor, entonces entre Emisor y Colector pasará una corriente intermedia que no llegará a la
máxima.
Como ves el funcionamiento del transistor se puede considerar como un interruptor que se acciona
eléctricamente, por medio de corriente en B, en lugar de manualmente como son los normales. Pero también se
puede considerar un amplificador de corriente por que con una pequeña corriente en la base conseguimos una
corriente mayor entre emisor y colector.
Las corrientes en un transistor son 3, corriente de base Ib, corriente de emisor Ie y corriente del colector Ic.
Los transistores están formados por la unión de tres cristales semiconductores, dos del tipo P uno del tipo N
(transistores PNP), o bien dos del tipo N y uno del P (transistores NPN).
7. TIPOS DE TRANSISTOR SEGÚN FABRICACION
• Las técnicas de fabricación, las aplicaciones a que son destinados y las restricciones a que están
sometidos dan por resultado una multitud de tipo de transistores, la mayoría de los cuales pertenecen a
los grupos generales que acabamos de mencionar. Por otra parte, los transistores pueden ser agrupados
en familias dentro de las cuales cada uno de sus miembros es un tipo único, pero entre ellos se pueden
establecer sutiles diferencias en cuanto a la aplicación, ganancia, capacidad, montaje, caja o cápsula
envolvente, terminales, características de tensión de ruptura, etc. Además, el estado actual de la técnica
permite tener en cuenta los parámetros del transistor en el diseño para que se adapten a los diversos
equipos en condiciones de economía, en vez de diseñar el equipo basándose en los tipos disponibles de
transistor. Esto da lugar a que gran número de equipos de transistores tengan características generales
casi idénticas.
• Existen millares de tipos de transistor, pertenecientes a numerosas familias de construcción y uso. Las
grandes clases de transistores, basadas en los procesos de fabricación son:
8. TRANSISTOR DE PUNTA DE
CONTACTO
El transistor original fue de esta clase y
consistía en electrodos de emisor y colector
que tocaban un pequeño bloque de germanio
llamado base. El material de la base podía ser
de tipo N y del tipo P y era un cuadrado de
0.05 pulgada de lado aproximadamente. A
causa de la dificultad de controlar las
características de este frágil dispositivo, ahora
se le considera obsoleto.
9. TRANSISTOR DE UNION POR
CRECIMIENTO
Los cristales de esta clase se obtienen por un
proceso de "crecimiento" partiendo de germanio
y de silicio fundidos de manera que presenten
uniones muy poco separadas embebidas en la
pastilla. El material de impureza se cambia
durante el crecimiento del cristal para producir
lingotes PNP o NPN, que luego son cortados para
obtener pastillas individuales. Los transistores de
unión se pueden subdividir en tipos de unión de
crecimiento, unión de alineación y de campo
interno. El transistor del último tipo es un
dispositivo de unión de alineación en que la
concentración de impurezas que está contenida
dentro de una cierta región de la base a fin de
mejorar el comportamiento en alta frecuencia del
transistor.
10. TRANSISTOR DE UNION DIFUSA
Esta clase de semiconductor se puede utilizar
en un margen más amplio de frecuencias y el
proceso de fabricación ha facilitado el uso de
silicio en vez de germanio, lo cual favorece la
capacidad de potencia de la unidad. Los
transistores de unión difusa se pueden
subdividir en tipos de difusión única
(hometaxial), doble difusión, doble difusión
planar y triple difusión planar.
11. TRANSISTOR EPITAXIAL
Estos transistores de unión se obtienen por el
proceso de crecimiento en una pastilla de
semiconductor y procesos fotolitográficos que
se utilizan para definir las regiones de emisor y
de base durante el crecimiento. Las unidades
se pueden subdividir en transistores de base
epitaxial, capa epitaxial y sobrecapa (overlay).
12. TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO
Se puede considerar a este dispositivo como si fuese una
barra, o canal, de material semiconductor de silicio de
cualquiera de los tipos N o P. En cada extremo de la barra
se establece un contacto óhmico, que representa un
transistor de efecto de campo tipo N en su forma más
sencilla. Si se difunden dos regiones P en una barra de
material N (desde los extremos opuestos del canal N) y
se conectan externamente entre sí, se produce una
puerta o graduador. Un contacto se llama surtidor y el
otro drenador. Si se aplica una tensión positiva entre el
drenador y el surtidor y se conecta la puerta al surtidor,
se establece una corriente. Esta corriente es la más
importante en un dispositivo de efecto de campo y se le
denomina corriente de drenador con polarización cero
(IDSS).Finalmente, con un potencial negativo de puerta
denominado tensión de estrangulamiento (pinch-off)
cesa la conducción en el canal.
13. TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO: JFET
• El JFET de canal n está constituido por una barra de
silicio de material semiconductor de tipo n con dos
regiones (islas) de material tipo p situadas a ambos
lados.
• Es un elemento tri-terminal cuyos terminales se
denominan drenador (drain), fuente (source) y
puerta (gate).
• En la figura 1.10.a se describe un esquema de un
JFET de canal n, en la 1.10.b el símbolo de este
dispositivo y en la 1.10.c el símbolo de un JFET de
canal P
• La polarización de un JFET exige que las uniones p-
n estén inversamente polarizadas.
14. TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO: MOSFET
• MOSFET significa "FET de Metal Oxido
Semiconductor" o FET de compuerta aislada
• Es un tipo especial de transistor FET que tiene una
versión NPN y otra PNP. El NPN es llamado MOSFET
de canal N y el PNP es llamado MOSFET de canal P.
• Una delgada capa de material aislante formada de
dióxido de silicio (SiO2) (también llamada "sílice" o
"sílica") es colocada del lado del semiconductor y
una capa de metal es colocada del lado de la
compuerta (GATE) (ver la figura)
• En el MOSFET de canal N la parte "N" está
conectado a la fuente (source) y al drenaje (drain)
• En el MOSFET de canal P la parte "P" está
conectado a la fuente (source) y al drenaje (drain)
