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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 Novel de Física
en 1956.
Generalidades
Sus inventores, John Bardeen, William 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).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 por
lo que puede compararse con un relé, lo que, con la diferencia
de que los circuitos de baja y alta corriente no están
eléctricamente separados como en el relé y además
el relé solo tiene dos estados, abierto o cerrado mientras que
en transistor existe una zona de operación donde hay una
relación lineal entre ambas corrientes. 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, 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 Transistores
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
compuerta).
Transistores Bipolares
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.
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 drenaje (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 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.
Vista de transistores
típicos
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