Este documento describe diferentes tipos de transistores, incluyendo transistores bipolares de unión (BJT), transistores de efecto de campo (FET), transistores de contacto puntual, fototransistores y transistores MOSFET. Los transistores han facilitado el diseño de circuitos electrónicos más pequeños y versátiles al reemplazar a las antiguas válvulas termoiónicas. Los transistores BJT, FET y MOSFET son los tipos más comunes utilizados hoy en día debido a su tamaño pequeño y facilidad de fabricación.

1. TRANSISTORES
Zósimo Ramos Tapia

2. Compañías que venden
dispositivos electrónicos
• B y M Power - Equipos electrónicos y de
Telecomunicaciones
• Altecsa - Alternativa Electrotécnica Sac.
• EPLI S.A.C
• Centralion
• Newark del Perú - Componentes Electrónicos

3. TRANSISTOR
• 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.
• Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas.
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.

4. Transistor de Efecto de Campo, de Unión (JFET)
• JFET, ya no se trata de una combinación tan sencilla entre los semiconductores
como en el caso de los transistores N-P-N, P-N-P. Ahora la forma de obtenerlos es
algo más rebuscada. Sin embargo, sus propiedades hacen que merezca la pena su
fabricación, ya que son utilizados en gran medida por los fabricantes de circuitos
electrónicos.
• A su vez existen dos tipos de transistores JFET. La razón es sencilla: si tomamos uno
de ellos y cambiamos los tipos de semiconductores, es decir, donde hay
semiconductores de tipo P ponemos semiconductores de tipo N y viceversa,
obtenemos otro transistor JFET pero de características distintas. Así pues, para
distinguirlos, llamaremos FET de canal p al primero y FET de canal n al segundo.

5. Veremos cómo las propiedades de ambos no sólo son distintas sino que son más bien
opuestas. Para explicar su funcionamiento hay que tener en cuenta que tenemos dos
tipos distintos de voltajes. Esto es debido a que el FET consta de tres semiconductores
unidos y por tanto existen dos zonas de unión entre ellos. Así pues, vamos a
considerar la diferencia de potencial entre drenaje y fuente a la que llamaremos VDS, y
la diferencia de potencial entre puerta y fuente la cual estará representada por VGS.
Estudiar las características de un transistor consiste en jugar con las dos tensiones de
que disponemos, aumentándolas, disminuyéndolas y observando qué pasa con la
corriente que lo atraviesa.
Para estudiar su comportamiento, vamos a dejar fija la tensión entre la puerta y la
fuente, VGS, y vamos a suponer que variamos la tensión entre el drenador y la fuente,
VDS. La respuesta del transistor a este tipo de variaciones las podemos ver en la
gráfica.
Se pueden distinguir tres zonas según vamos aumentando el potencial VDS, estas son:
zona óhmica, zona de saturación y zona de ruptura.

6. Transistor de contacto puntual
Llamado también transistor de punta de contacto. Consta de una base de germanio, semiconductor
para entonces mejor conocido que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy
juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector.
La corriente de base 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.
Algunas características de los transistores de contacto puntual difieren del transistor de unión
después:
La base de la ganancia de corriente de un transistor de contacto común es de alrededor de 2 a 3,
mientras que la de un de un transistor de unión bipolar es típicamente entre 0,98 y 0,998.
Resistencia negativa diferencial.
Cuando se utiliza en el modo saturado en la lógica digital, se enganchan en el on-estado, por lo que es
necesario eliminar el poder por un breve periodo de tiempo en cada ciclo de la máquina que se les
devuelva el estado de desconexión.

7. Transistor Bipolar de Unión (BJT)
Un transistor bipolar está formado por dos uniones pn en contraposición. Físicamente,
el transistor está consitutído por tres regiones semiconductoras denominadas emisor,
ba
• A partir de este punto nos centramos en el estudio de los transistores bipolares
NPN, siendo el comportamiento de los transistores PNP totalmente análgolo.
• El emisor en un transistor NPN es la zona semiconductora más fuertemente
dopada con donadores de electrones, siendo su ancho intermedio entre el de la
base y el colector. Su función es la de emitir electrones a la base. La base es la zona
más estrecha y se encuentra débilmente dopada con aceptores de electrones. El
colector es la zona más ancha, y se encuentra dopado con donadores de
electrones en cantidad intermedia entre el emisor y la base.
• Condiciones de funcionamiento
• Las condiciones normales de funcionamiento de un transistor NPN se dan cuando
el diodo B-E se encuentra polarizado en directa y el diodo B-C se encuentra
polarizado en inversa. En esta situación gran parte de los electrones que fluyen del
emisor a la base consiguen atravesar ésta, debido a su poco grosor y débil dopado,
y llegar al colector.
• El transistor posee tres zonas de funcionamiento:

8. • Zona de saturación: El diodo colector está polarizado directamente y es transistor
se comporta como una pequeña resistencia. En esta zona un aumento adicionar de
la corriente de base no provoca un aumento de la corriente de colector, ésta
depende exclusivamente de la tensión entre emisor y colector. El transistor se
asemeja en su circuito emisor-colector a un interruptor cerrado.
• Zona activa: En este intervalo el transistor se comporta como una fuente de
corriente , determinada por la corriente de base. A pequeños aumentos de la
corriente de base corresponden grandes aumentos de la corriente de colector, de
forma casi independiente de la tension entre emisor y colector. Para trabajar en
esta zona el diodo B-E ha de estar polarizado en directa, mientra que el diodo B-
C, ha de estar polarizado en inversa.
• Zona de corte: El hecho de hacer nula la corriente de base, es equivalente a
mantener el circuito base emisor abierto, en estas circunstancias la corriente de
colector es prácticamente nula y por ello se puede considerar el transistor en su
circuito C-E como un interruptor abierto.
• Existen 2 tipos de transistores bipolares, los denominados NPN y PNP:

9. Transistores Bipolares npn y pnp.

10. Fototransistor
• El fototransistor no es muy diferente a un transistor normal, es decir, está
compuesto por el mismo material semiconductor, tienen dos junturas y las mismas
tres conexiones externas: colector, base y emisor. Por supuesto, siendo un
elemento sensible a la luz, la primera diferencia evidente es en su cápsula, que
posee una ventana o es totalmente transparente, para dejar que la luz ingrese
hasta las junturas de la pastilla semiconductora y produzca el efecto fotoeléctrico.
• Teniendo las mismas características de un transistor normal, es posible regular su
corriente de colector por medio de la corriente de base. Y también, dentro de sus
características de elemento optoelectrónico, el fototransistor conduce más o
menos corriente de colector cuando incide más o menos luz sobre sus junturas.

11. TRANSISTORES MOSFET
• Por último, vamos a hablar del transistor más utilizado en la actualidad, el
MOSFET, mas conocido como MOS. La estructura de este transistor es la
más complicada de entre todos los vistos hasta ahora. Consta de los ya
conocidos semiconductores P-N, colocados ahora de una nueva forma, y
de un original material aislante, como es el dióxido de silicio; esta pequeña
adición de la capa del óxido va a cambiar considerablemente las
propiedades del transistor respecto a las que tenía el JFET.
• Existen dos tipos de MOSFET: cuando tengamos una zona de tipo P y dos
de tipo N lo llamaremos MOSFET de canal n (o NMOS) y, por el
contrario, si hay una sola zona de tipo N y otras dos de tipo P se llamará
MOSFET de canal P (PMOS). Inicialmente, fueron los transistores PMOS
más utilizados que los NMOS debido a su mayor fiabilidad, mejor
rendimiento y mayor sencillez en la fabricación. Sin embargo, las mejoras
en la tecnología de producción de estos transistores han hecho que los
PMOS queden relegados a un segundo plano. La razón de esto se debe a
que los PMOS están basados en la movilidad de los huecos, y los NMOS
funcionan gracias al movimiento de los electrones, y estos son
aproximadamente tres veces más rápidos que los huecos.

12. • A pesar de parecer más complicada, a simple vista, su estructura, son más fáciles
de fabricar que los transistores de unión bipolar BJT y otra de sus ventajas es que
ocupan menos espacio. Esta es una de las razones por las que los sistemas
integrados, es decir, aquellos que poseen un gran número de componentes en
muy pequeño espacio, usan principalmente este tipo de transistores en lugar de
los BJT. Otra razón es que los MOSFET se pueden conectar de tal forma que actúen
como condensadores o como resistencias. Por tanto, podemos conseguir
resistencias o condensadores del tamaño de un MOSFET, el cual es muchísimo más
pequeño que las resistencias o condensadores que podemos observar al abrir
cualquier aparato electrónico. Así pues, existen circuitos completos que están
exclusivamente compuestos de MOSFET.
• Resumiendo, acabamos de conocer varios dispositivos electrónicos para incorporar
a nuestros circuitos; estos son: los transistores de unión bipolar (BJT), los
transistores de efecto de campo (FET) y los FET con una capa de óxido metálico
(MOSFET).