¿Qué son los transistores? Definición, componentes, funcionamiento y usos

Introducción

Los transistores son diminutos dispositivos semiconductores importantes para controlar y regular el flujo de voltaje y corriente en un circuito. Por lo tanto, pueden actuar como interruptores o amplificadores. Los transistores siguen siendo fundamentales en la electrónica moderna. Por eso se encuentran en todos los dispositivos, desde chips de computadora hasta teléfonos inteligentes.

Es fácil ver por qué ya necesitamos transistores. Profundizaremos en ello. transistores para garantizar que comprenda bien cómo funcionan, sus aplicaciones, las piezas y más.

Partes de un transistor

Cuando miras a un símbolo de transistorObservarás que tiene tres partes principales: el emisor, la base y el colector. Estos tres terminales son vitales para el rendimiento del transistor, ya sea que se use como amplificador o como interruptor.

Emisor

El emisor funciona como el terminal negativo del transistor. Aquí es donde se origina la electrónica. El emisor suele estar altamente dopado con un material conductor como el aluminio o el cobre.

Base

A diferencia del emisor, este suele estar ligeramente dopado. Funciona como el terminal de control de un transistor. Su función es controlar el flujo de electrones del emisor al colector.

Coleccionista

Este es el terminal positivo del transistor. Como su nombre indica, funciona como drenador de los electrones del emisor. Es más grande que la base y el emisor, pero estará moderadamente dopado. Esta pieza está fabricada con un material menos conductor, como el silicio.

Cómo funcionan los transistores

A radio de transistores Funciona controlando el flujo de electrones para funcionar como interruptor o amplificador. Esto se logra aplicando una pequeña corriente o voltaje a la base del transistor. Ahora puede regular el flujo de una corriente mayor entre los terminales del emisor y el colector. Esta capacidad de controlar el flujo de corriente es vital para construir amplificadores, puertas lógicas y muchos tipos de circuitos electrónicos.

La función de conmutación funciona cuando se aplica una señal de control a la base o compuerta del transistor. Esto lo convierte en un interruptor o compuerta electrónica, permitiendo o bloqueando el flujo de corriente en el circuito.

En cuanto a la función de amplificación, el transistor también puede amplificar señales electrónicas cuando la base controla la cantidad de corriente que pasa entre la base y el emisor. Por lo tanto, dependiendo del tipo, se puede obtener una corriente más alta en la señal de salida.

Tipos de transistores

Ahora que ya sabes más sobre el definición de transistorTambién podemos analizar los tipos. Esto le ayudará a comprender qué tipo de transistor es adecuado para su aplicación. Existen dos tipos principales de transistores: los transistores de unión bipolar (BJT) y los transistores de efecto de campo (FET).

Transistores de unión bipolar (BJT)

Estos son dispositivos controlados por corriente. Debajo de ellos, tenemos el Transistor NPN y Transistor PNP.

El transistor NPN tiene tres capas semiconductoras: tipo N, tipo P y tipo N. La corriente fluirá del emisor al colector según la base que controle esta corriente.

El transistor PNP también cuenta con tres capas semiconductoras, pero están invertidas en comparación con el transistor NPN. En este caso, se encuentran las capas semiconductoras de tipo P, tipo N y tipo P.

Transistores de efecto de campo

En este caso, se encuentran transistores controlados por voltaje, como JFET, MOSFET y muchos otros.

El transistor de efecto de campo de unión o JFET cuenta con una unión semiconductora que controla el flujo de corriente en el circuito.

El Transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico (MOSFET) utiliza un voltaje de compuerta para controlar la cantidad de corriente que fluye desde el emisor al colector.

Es de esperar que encuentre varios tipos de MOSFET, cada uno con una aplicación diferente dependiendo de su construcción.

Aplicaciones de los transistores

Desde entonces Se inventó la radio transistor, Hemos visto muchísimas aplicaciones de los transistores. Esto demuestra su flexibilidad. Estas son las aplicaciones más comunes.

• Los transistores pueden actuar como amplificadores. Así, pueden amplificar señales débiles en equipos de audio, transmisores de radio y otros dispositivos. El resultado es una salida más nítida y potente.
• Aun así, como amplificadores, los transistores también pueden ser ideales para el procesamiento de señales. Amplifican la señal para hacerla más nítida y potente.
• Los transistores también pueden actuar como interruptores. Esto aplica tanto a circuitos digitales como analógicos. Su función es controlar el flujo de corriente y voltaje. Es común encontrarlos en dispositivos electrónicos como marcapasos para garantizar un funcionamiento fluido.
• Al ser puertas eléctricas, se espera que funcionen bien como puertas lógicas. Estos son los fundamentos de la construcción de circuitos digitales para aplicaciones como computadoras, electrónica de consumo y controles industriales.
• También se pueden encontrar transistores en microchips para garantizar que ofrezcan computación potente y compleja. Por eso es común encontrar transistores en audífonos, radios y teléfonos.

Ventajas de los transistores

• Los transistores son más pequeños que las válvulas de vacío. Su tamaño y portabilidad los hacen ideales para dispositivos electrónicos compactos y portátiles.
• Los transistores generalmente consumen menos energía y generan menos calor. Esto es vital para cualquier tipo de circuito: reduce el calor y consume menos energía. Esto se traduce en una mayor duración de la batería.
• Los transistores generalmente son más duraderos y pueden soportar un manejo brusco.
• Dado que los transistores se pueden fabricar en grandes cantidades en un solo chip electrónico, permite el diseño y la construcción de circuitos integrados complejos, como microprocesadores.
• El funcionamiento a bajo voltaje de los transistores hace que funcionen con fuentes de alimentación de bajo voltaje. Esto puede mejorar la seguridad, reducir costos y lograr holguras más estrictas al diseñar circuitos.
• El diseño de circuitos se simplifica aún más ya que los transistores no necesitan transformadores adecuados, especialmente para cargas de baja impedancia.
• La amplificación y conmutación de señales confieren a los transistores una gran versatilidad, lo que permite su uso en diversos tipos de electrónica.

Limitaciones de los transistores

• Los transistores pueden sufrir daños, especialmente por la electricidad estática. Por lo tanto, es necesario manipularlos y conectarlos a tierra con cuidado.
• A veces, los transistores pueden tener limitaciones de rendimiento. Por ejemplo, podrían tener dificultades para operar a frecuencias muy altas. Esto se debe a los efectos de la capacitancia de unión y el tiempo de tránsito.
• El envejecimiento y las fallas son inevitables en los transistores. Es normal que se degraden con el tiempo y fallen, pero generalmente tienen una vida útil considerable.

Cómo probar o comprobar un transistor

¿Cómo se prueba un? transistor de germanioEn nuestro caso, usaremos un multímetro configurado en modo diodo para comprobar si el transistor está en buen estado. Estos son los pasos a seguir.

1. Configure el multímetro en modo de prueba de diodos. Para ello, gire el dial hasta que apunte al símbolo del diodo.
2. Comience probando la conexión base-emisor. Conecte la sonda positiva a la base y la negativa al emisor. En el caso de un transistor NPN, habrá una caída de tensión de aproximadamente 0,7 V y no habrá lectura en un transistor PNP. Al invertir las sondas, los resultados son los opuestos.
3. A continuación, pruebe la conexión base-colector. Conecte la sonda positiva a la base y la negativa al colector. El transistor NPN muestra una caída de tensión de aproximadamente 0,7, mientras que el transistor PNP es cero, ya que en este punto está en circuito abierto. Al invertir las sondas, los resultados serán los opuestos.
4. Para probar la conexión entre el emisor y el colector, conecte la sonda positiva al emisor y la negativa al colector. Un transistor en buen estado no muestra lecturas en ambas direcciones, ya que en ese punto se encuentra en circuito abierto. Si observa lecturas en ambas direcciones, el transistor podría estar defectuoso.

Conclusión

Los transistores siguen siendo vitales en la electrónica moderna. Su capacidad para actuar como interruptor y amplificador facilita su uso. Por eso, hoy en día se encuentran en diversos productos electrónicos. Además, se pueden integrar fácilmente en componentes más pequeños, como microprocesadores, lo que permite diseños de circuitos complejos. Asegúrate de usarlos según las recomendaciones y obtendrás buenos resultados.