Transistor

El transistor es la contracción de transfer resistor, es decir, de resistencia de transferencia. Es un dispositivo electrónico semiconductor que se utiliza como amplificador o conmutador electrónico. Es un componente clave en toda la electrónica moderna, donde es ampliamente utilizado formando parte de conmutadores electrónicos, puertas lógicas, memorias de ordenadores y otros dispositivos. En el caso de circuitos analógicos los transistores son utilizados como amplificadores.

Sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos o triodo, el transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de USA en Diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain, y William Bradford Shockley, los cuales fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956.

Table of contents

1 Generalidades
2 Tipos de transistor
3 Transistores bipolares (BJT - Bipolar Junction Transistor)
4 Transistores de efecto de campo (FET - Field-Effect Transistor)
5 Transistores y electrónica de potencia

Generalidades

Sus inventores, John Bardeen, William Bradford Shockley y Walter Brattain, lo llamaron así por la propiedad que tiene de cambiar la resistencia al paso de la corriente eléctrica entre el emisor y el colector.

El transistor bipolar tiene tres partes, como el triodo. Una que emite electrones (emisor), otra que los recibe o recolecta (colector) y la tercera, que esta intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos electrones (base).

Su funcionamiento es análogo al del triodo, por lo que es aconsejable leer lo que se dice en dicho artículo.

En los transistores bipolares, una pequeña señal eléctrica aplicada entre la base y emisor modula la corriente que circula entre emisor y colector. La señal base-emisor puede ser muy pequeña en comparación con la emisor-colector. La corriente emisor-colector es aproximadamente de la misma forma que la base-emisor pero amplificada en un factor de amplificación "Beta".

El transistor se utiliza, por tanto, como amplificador. Además, como todo amplificador puede oscilar, puede usarse como oscilador y también como rectificador y como conmutador on-off.

El transistor también funciona, por tanto, como un interruptor electrónico, siendo esta propiedad aplicada en la electrónica en el diseño de algunos tipos de memorias y de otros circuitos como controladores de motores de DC y de pasos.

Tipos de transistor

Existen distintos tipos de transistores, de los cuales la clasificación más aceptada consiste en dividirlos en transistores bipolares o BJT (bipolar junction transistor) y transistores de efecto de campo o FET (field effect transistor). La familia de los transistores de efecto de campo es a su vez bastante amplia, englobando los JFET, MOSFET, MISFET, etc.

La diferencia básica entre ambos tipos de transistor radica en la forma en que se controla el flujo de corriente. En los transistores bipolares, que poseen una baja impedancia de entrada, el control se ejerce inyectando una baja corriente (corriente de base), mientras que en el caso de los transistores de efecto de campo, que poseen una alta impedancia, es mediante voltaje (tensión de gate).

Transistores bipolares (BJT - Bipolar Junction Transistor)

Los símbolos esquemáticos para los BJT de tipo PNP y NPN.

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 que los de efecto de campo o FET.

Los transistores bipolares se usan generalmente en electrónica analógica. También en algunas aplicaciones de electrónica digital como la tecnología TTL o BICMOS.

Los MOSFET tienen en comun con los FET su ausencia de cargas en las placas metálicas asi como un solo flujo de campo. Suelen venir integrados en capas de arrays con polivalencia de 3 a 4Tg. Trabajan,mayormente, a menor rango que los BICMOS y los PIMOS

Transistores de efecto de campo (FET - Field-Effect Transistor)

Transistores de efecto de campo.

Los transistores de efecto de campo o FET más conocidos son los JFET (Junction Field Effect Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) y MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor FET).

Tienen tres terminales denominadas puerta (o gate) a la equivalente a la base del BJT, y que regula el paso de corriente por las otras dos terminales, llamadas drenador (drain) y fuente (source).

Presentan diferencias de comportamiento respecto a los BJT. Una diferencia significativa es que, en los MOSFET, la puerta no absorbe intensidad en absoluto, frente a los BJT, donde la intensidad que atraviesa la base es pequeña en comparación con la que circula por las otras terminales, pero no siempre puede ser despreciada.

Así como los transistores bipolares se dividen en NPN y PNP, los de efecto de campo o FET poseen también dos tipos. Aquellos en los cuales la aplicación del voltaje de gate o puerta produce un aumento de la resistencia al paso de la corriente, y aquellos en que dicha tensión la disminuye.

Transistores y electrónica de potencia

Con el desarrollo tecnológico y evolución de la electrónica, la capacidad de los dispositivos semiconductores para soportar cada vez mayores niveles de tensión y corriente ha permitido su uso en aplicaciones de potencia. Es así como actualmente los transistores son empleados en convertidores estáticos de potencia, principalmente Inversores.