El documento resume las características principales del transistor. Explica que el transistor es un dispositivo semiconductor que amplifica señales y funciona como conmutador o rectificador. Describe los tres tipos de transistores: de contacto puntual, de unión bipolar y de efecto de campo. Explica que el transistor fue inventado en 1951 e inició una revolución en electrónica que llevó a la miniaturización y los circuitos integrados modernos.

1. TUTOR: Roberto Cahuana Rodríguez
CURSO: Física Electrónica
ALUMNO: Alejandro Tenorio Pinchez
CICLO: IV
CARRERA: Ingeniería de Sistemas

2. El transistor es un dispositivo electrónico
semiconductor utilizado para producir una
señal de salida en respuesta a otra señal de
entrada. Cumple funciones de amplificador,
oscilador, conmutador o rectificador. El
término «transistor» es la contracción en
inglés de transfer resistor («resistencia 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,
etc.

3. El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico
estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica
que ha superado cualquier previsión inicial.
Con el transistor vino la miniaturización de los componentes y
se llegó al descubrimiento de los circuitos integrados. Estos
circuitos constituyen el origen de los microprocesadores y, por
lo tanto, de los ordenadores actuales.

4. Tenemos clasificado los Siguientes transistores:
 Transistor de contacto puntual
 Transistor de unión bipolar
 Transistor de efecto de campo

5. Llamado también transistor de punta de contacto, fue el primer
transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John
Bardeen y Walter Brattain. 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». Es difícil de fabricar frágil y
ruidoso. En la actualidad ha desaparecido.

6. Transistor bipolar
• Los transistores bipolares surgen de la unión de tres cristales de semiconductor con
dopajes diferentes e intercambiados. Se puede tener por tanto transistores PNP o NPN.
• Tecnológicamente se desarrollaron antes los transistores BJT que los FET. El transistor
de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica básicamente sobre un
monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de galio, que tienen cualidades de
semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes
como el diamante.
• Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las
cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP. La zona N
con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o
“huecos” (cargas positivas).
• Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o
Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) o Fósforo (P).
• La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la
letra intermedia siempre corresponde a la característica de la base, y las otras dos al emisor
y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente
contaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho más contaminado que el
colector).
• El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichas
contaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación
(difusión gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuántico de la unión.

7. Un transistor bipolar está formado por dos uniones PN en
contraposición. Físicamente, el transistor está constituido por tres
regiones semiconductoras unidas a los pines o terminales
denominados emisor (E), base (B) y colector (C).
Existen 2 tipos de transistores bipolares:
 Transistor PNP
 Transistor NPN

8. Las condiciones normales de funcionamiento de un transistor NPN
se dan cuando el diodo base -emisor se encuentra polarizado en
directa y el diodo base -colector 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.

9. El transistor posee tres zonas de funcionamiento
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 tensión entre emisor y colector. Para trabajar en esta
zona el diodo base - emisor ha de estar polarizado en directa, mientras que el diodo
base - colector, 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 colector - emisor como un interruptor abierto.
Los transistores se usan en su zona activa cuando se emplean como amplificador de
señales. Las zonas de corte y saturación son útiles en circuitos digitales, vale decir,
trabajan como interruptor

10. El transistor de efecto de campo (FET: Field Effect Transistor) es un
semiconductor de tres terminales llamados Drenador (D), Surtidor o fuente (S) y
Compuerta (G), que se emplea para una amplia variedad de aplicaciones que
coinciden, en gran parte, con aquellas correspondientes al transistor BJT.
Existen dos tipos de transistores de efecto de campo:
El transistor de efecto de campo de unión (JFET).
El transistor de efecto de campo de metal óxido semiconductor (MOSFET).
Los Símbolos son:

11. Un JFET de canal N se fabrica difundiendo una región de tipo P en un canal de
tipo N, tal y como se muestra en la Figura 1. A ambos lados del canal se conectan
los terminales de fuente (S, Source) y drenaje (D, Drain). El tercer terminal se
denomina puerta (G, Gate).

12. En un transistor bipolar, polarizamos directamente el diodo base-emisor,
pero en un JFET, el diodo puerta-surtidor es polarizado inversamente.
Debido a esto, la corriente de puerta es muy pequeña, aproximadamente 0.
Ig = 0
Debido a que la corriente de entrada es aproximadamente infinita, la
resistencia de entrada va a ser aproximadamente infinita.
Una de las aplicaciones más importante del JFET es de seguidor de fuente,
circuito análogo al seguidor de emisor, pero con la diferencia de que la
impedancia de entrada va a ser muy grande para frecuencias bajas

13. El JFET es un transistor de efecto de campo, es decir, su funcionamiento se
basa en las zonas de deplexión que rodean a cada zona p al ser polarizadas
inversamente.
Cuando aumentamos la tensión en el diodo puerta-surtidor, las zonas de
deplexión se hacen más grandes, lo cual hace que la corriente que va de
surtidor a drenador tenga más difucultades para atravesar el canal que se
crea entre las zonas de deplexión, cuanto mayor es la tension inversa en el
diodo puerte-surtidor, menor es la corriente entre surtidor y drenador.
Por esto, el JFET es un dispositivo controlado por tensión y no por
corriente. Casi todos los electrones que pasan a través del canal creado
entre las zonas de deplexión van al drenador, por lo que la corriente de
drenador es igual a la corriente de surtidor
Id = Is

14. Para realizar las curvas de drenador tomaremos el siguiente
circuito, apuntando los datos obtenidos en la tabla y realizando el
gráfico.

15. Los transistores MOSFET o también conocidos como
Transistores de Efecto de Campo de Metal Oxido
Semiconductor (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Efect
Transistor), es un dispositivo similar al transistor BJT, en el
hecho que se compone básicamente de 3 capas de semiconductor
N y P, pero con ciertas modificaciones tal como se muestra a
continuación:

16. Observe que se pueden tener dos tipos de MOSFET, de canal N y
canal P. El nombre de sus terminales son respectivamente: S =
Source (Fuente), D = Drain (Drenador) y G = Gate(Compuerta). Se
puede apreciar también que se ha utilizado una epresentación con
diodos, dicha representación teórica será útil más adelante para
explicar el funcionamiento de este dispositivo. A ontinuación se
muestra la distribución interna de cargas para un MOSFET N:

17. Existen distintos símbolos que se utilizan para representar el transistor
MOSFET. El diseño básico consiste en una línea recta para dibujar el
canal, con líneas que salen del canal en ángulo recto y luego hacia afuera
del dibujo de forma paralela al canal, para dibujar el surtidor y el drenador.
En algunos casos, se utiliza una línea segmentada en tres partes para el
canal del MOSFET de enriquecimiento, y una línea sólida para el canal del
MOSFET de empobrecimiento. Otra línea es dibujada en forma paralela al
canal para destacar la compuerta.

18. El transistor MOSFET tiene tres estados de funcionamiento:
Estado de corte, Cuando la tensión de la puerta es idéntica a la del sustrato.
Estado de NO conducción, El MOSFET está en estado de no conducción: ninguna
corriente fluye entre fuente y drenador aunque se aplique una diferencia de
potencial entre ambos.
Conducción lineal, al polarizarse la puerta con una tensión negativa (pMOS) o
positiva (nMOS), se crea una región de deplexión en la región que separa la fuente
y el drenador. Si esta tensión crece lo suficiente, aparecerán portadores
minoritarios (electrones en nMOS, huecos en pMOS) en la región de deplexión que
darán lugar a un canal de conducción.
El transistor pasa entonces a estado de conducción, de modo que una diferencia de
potencial entre fuente y drenador dará lugar a una corriente. El transistor se
comporta como una resistencia controlada por la tensión de puerta.