El transistor ¿que es? y sus funciones

Un poco de historia sobre el Transistor 

El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico mas utilizado, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial.

Con este componente vino la miniaturización de los dispositivos y se llegó al descubrimiento de los circuitos integrados, en los que se colocan, en pocos milímetros cuadrados, miles de transistores. Estos circuitos constituyen el origen de los microprocesadores y, por lo tanto, de los ordenadores actuales.

transistor

Que es el transistor?

Es un componente electrónico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual, pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automóviles, ordenadores, etc.

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, etc. 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.

transistor tv

Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones:
– Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una señal de mando(interruptor).
– Funciona como un elemento amplificador de señales.




 

¿Cómo es físicamente un transistor?

Consta de tres cristales semiconductores (usualmente de silicio) unidos entre sí. Según como se coloquen los cristales hay dos tipos básicos de transistores bipolares.

NPN en este caso un cristal P está situado entre dos cristales N. Son los más comunes.

transistor npn

PNP en este caso un cristal N está situado entre dos cristales P

transistor pnp

La capa de en medio es mucho más estrecha que las otras dos.

En cada uno de estos cristales se realiza un contacto metálico, lo que da origen a tres terminales:

  • Emisor (E): Se encarga de proporcionar portadores de carga.
  • Colector (C): Se encarga de recoger portadores de carga.
  • Base (B): Controla el paso de corriente a través del transistor. Es el cristal de en medio. El conjunto se protege con una funda de plástico o metal.

transistores

Como polarizo un transistor?

Una polarización correcta permite el funcionamiento de este componente. No es lo mismo polarizar un transistor NPN que PNP.

polarizacion transistor

Por ahora nos centraremos en el transistor NPN

imagen transistor

El hecho de que esté en funcionamiento significa que es capaz de conducir la corriente desde el terminal colector hasta el terminal emisor. Se cumplen dos expresiones para este caso:

Primer expresión
IE= IB + IC 

Donde…
IE es la corriente que recorre el terminal emisor.
IC es la corriente que recorre el terminal colector.
IB es la corriente que recorre el terminal base.

Como la corriente de base resulta siempre MUY PEQUEÑA, se puede decir que la corriente del colector y la del emisor prácticamente coinciden.

IE ≈ IC

Segunda expresión
IC= β·IB

Donde β es una constante que depende de cada transistor llamado ganancia que puede valer entre 50 y 300 (algunos transistores llegan a 1000).
La ganancia de un transistor nos habla de la capacidad que tiene para amplificar la corriente. Cuanto mayor es la ganancia de un transistor, más puede amplificar la corriente.

Se concluye que la corriente por el colector de un transistor bipolar es proporcional a la corriente por la base, es decir, a mayor corriente en la base, mayor corriente en el colector.

Según estas dos expresiones el transistor bipolar puede tener tres estados distintos de funcionamiento:

  • Región de corte
  • Región activa
  • Región de saturación
Corte

La corriente de base es nula (o casi nula), en este caso, el transistor no conduce en absoluto. No está funcionando. Se dice que  se comporta como un interruptor abierto.

region corte

Activa

El transistor conduce parcialmente siguiendo la segunda expresión (IC= β·IB). La corriente del colector es directamente proporcional a la corriente de la base. Ejemplo: Si β = 100, la corriente del colector es 100 veces la corriente de la base. Por eso se dice que  amplifica la corriente.

region activa

Saturación

Conduce totalmente y se comporta como un interruptor cerrado. Este estado se alcanza cuando la corriente por la base (IB) alcanza un valor alto

region saturación


Bibliografía 
Electronicafacil

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