El documento resume las características y aplicaciones de varios tipos de transistores, incluyendo el transistor bipolar inventado en 1947, el transistor de efecto de campo (MOSFET) ampliamente utilizado hoy en día, el transistor de puerta aislada bipolar (IGBT) utilizado en electrónica de potencia, y el transistor uniunión (UJT) utilizado para conmutación.

2. • El transistor bipolar fue inventado en Diciembre de 1947 en la Bell Telephone
Company por John Bardeen y Walter Brattain bajo la dirección de William Shockley.
La versión de unión, inventada por Shockley en 1948, fue durante tres décadas el
dispositivo favorito en diseño de circuitos discretos e integrados. Hoy en día, el uso
de BJT ha declinado en favor de la tecnología CMOS para el diseño de circuitos
digitales integrados.

3. • Es un dispositivo electrónico, esto es, un circuito que, según unos valores eléctricos
de entrada, reacciona dando unos valores de salida. En el caso de los JFET, al ser
transistores de efecto de campo eléctrico, estos valores de entrada son las tensiones
eléctricas, en concreto la tensión entre los terminales S (fuente) y G (puerta), VGS.
Según este valor, la salida del transistor presentará una curva característica que se
simplifica definiendo en ella tres zonas con ecuaciones definidas: corte, óhmica y
saturación.

4. Ecuaciones del transistor JFET
• Ecuación de salida
En la gráfica de salida se pueden observar con más detalle los dos estados en los
que el JFET permite el paso de corriente. En un primer momento, la ID va
aumentando progresivamente según lo hace la tensión de salida VDS. Esta curva
viene dada por la expresión: que suele expresarse
como , siendo:

5. • Es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Es el
transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos
analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue mucho más popular
en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores comerciales
están basados en transistores MOSFET.
• Aunque el MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales llamadas surtidor
(S), drenador (D), compuerta (G) y sustrato (B), el sustrato generalmente está
conectado internamente a la terminal del surtidor, y por este motivo se pueden
encontrar dispositivos de tres terminales similares a otros transistores de efecto de
campo.

6. Aplicaciones
La forma más habitual de emplear transistores MOSFET es en circuitos de tipo
CMOS, consistentes en el uso de transistores PMOS y NMOS complementarios. Las
aplicaciones de MOSFET discretos más comunes son:
• Resistencia controlada por tensión.
• Circuitos de conmutación de potencia (HEXFET, FREDFET, etc).
• Mezcladores de frecuencia, con MOSFET de doble puerta.
Ventajas
La principal aplicación de los MOSFET está en los circuitos integrados PMOS, NMOS y
CMOS, debido a las siguientes ventajas de los transistores de efecto de campo con
respecto a los transistores bipolares:
• Consumo en modo estático muy bajo.
• Tamaño muy inferior al transistor bipolar (actualmente del orden de media micra).
• Gran capacidad de integración debido a su reducido tamaño.
• Funcionamiento por tensión, son controlados por voltaje por lo que tienen una
impedancia de entrada muy alta. La intensidad que circula por la puerta es del orden
de los nanoamperios.
• Los circuitos digitales realizados con MOSFET no necesitan resistencias, con el
ahorro de superficie que conlleva.

7. • El transistor bipolar de puerta aislada (IGBT, del ingles Insulated Gate Bipolar
Transistor) es un dispositivo semiconductor que generalmente se aplica como
interruptor controlado en circuitos de electrónica de potencia. Este dispositivo posee
la características de las señales de puerta de los transistores de potencia campo con
la capacidad de alta corriente y bajo voltaje de saturación del transitor
bipolar, combinando una puerta aislada FET para la entrada de control y un
transistor bipolar como interruptor en un solo dispositivo. El circuito de excitación del
IGBT es como el del MOSFET, mientras que las características de conducción son
como las del BJT.

8. Características del IGBT
• El IGBT es adecuado para velocidades de conmutación de hasta 20 kHz y ha
sustituido al BJT en muchas aplicaciones. Es usado en aplicaciones de altas y
medias energía como fuente conmutada, control de la tracción en motores y cocina
de inducción. Grandes módulos de IGBT consisten en muchos dispositivos
colocados en paralelo que pueden manejar altas corrientes del orden de cientos
de amperios con voltajes de bloqueo de 6.000 voltios.
• Este es un dispositivo para la conmutación en sistemas de alta tensión. La tensión
de control de puerta es de unos 15 V. Esto ofrece la ventaja de controlar sistemas de
potencia aplicando una señal eléctrica de entrada muy débil en la puerta .

9. • El transistor de unión bipolar (del ingles Bipolar Junction Transistor, o sus
siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado solido consistente en dos uniones
PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de
sus terminales.
Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal
semiconductor. De esta manera quedan formadas tres regiones:
Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada,
comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona
como emisor de portadores de carga.
Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
Colector, de extensión mucho mayor.

10. • El transistor uniunión (en inglés UJT: UniJuntion Transistor) es un tipo
de tiristor que contiene dos zonas semiconductoras. Tiene tres terminales
denominados emisor (), base uno () y base dos (). Está formado por una barra
semiconductora tipo N, entre los terminales , en la que se difunde una región tipo
P+, el emisor, en algún punto a lo largo de la barra, lo que determina el valor del
parámetro η, standoff ratio, conocido como razón de resistencias o factor intrínseco.

11. Características del UJT
• Fijándose en la curva característica del UJT se puede notar que cuando el
voltaje sobrepasa un valor de ruptura, el UJT presenta un fenómeno de modulación
de resistencia que, al aumentar la corriente que pasa por el dispositivo, la resistencia
de esta baja y por ello, también baja el voltaje en el dispositivo, esta región se llama
región de resistencia negativa, este es un proceso realimentado positivamente, por
lo que esta región no es estable, lo que lo hace excelente para conmutar, para
circuitos de disparo de tiristores y en osciladores de relajación.