Transistor

 

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistor de transferencia»). Actualmente se encuentra prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario tales como radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, aunque casi siempre dentro de los llamados circuitos integrados.

Funcionamiento

Utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor (« resistor de transferencia»).

Tipos

Los transistores de Unión Bipolar

Transistor de unión bipolar

Los transistores de unión bipolar son transistores que están formados por 3 regiones, la base, el colector y el emisor. Los transistores de unión bipolar, a diferencia de los transistores FET, son dispositivos controlados por corriente. Una pequeña corriente que entra en la región de base del transistor causa un flujo de corriente mucho mayor desde el emisor a la región de colector.

 

Los transistores de la unión bipolar vienen en dos tipos principales, NPN y PNP. Un transistor NPN es uno en el que el portador de corriente mayoritario son electrones. El electrón que fluye del emisor al colector forma la base de la mayoría del flujo de corriente a través del transistor. El otro tipo de carga, los agujeros, son una minoría. Los transistores PNP son lo contrario. En los transistores PNP, la mayoría del portador de corriente son agujeros.

 

En general, los transistores de unión bipolar son el único tipo de transistor que se activa mediante entrada de corriente (entrada en la base). Esto se debe a que los transistores de unión bipolar tienen la menor impedancia de entrada de todos los transistores. La baja impedancia (o resistencia) permite que la corriente fluya a través de la base del transistor. Debido a esta baja impedancia también los transistores de unión bipolar tienen la mayor amplificación de todos los transistores. La desventaja de los transistores de unión bipolar es porque tienen baja impedancia de entrada, pueden causar la carga en un circuito. La carga es cuando un dispositivo puede extraer corriente significativa de un circuito, perturbando así la fuente de alimentación de un circuito.

 

 

Los Transistores de Efecto de Campo

JFET

Los transistores de efecto de campo son transistores que están formados por 3 regiones, una compuerta, una fuente y un drenaje. A diferencia de los transistores bipolares, los FET son dispositivos controlados por voltaje. Un voltaje colocado en la puerta controla el flujo de corriente desde la fuente hasta el drenaje del transistor.

 

Los transistores de efecto de campo tienen una impedancia de entrada muy alta, desde varios megóhms (MΩ) de resistencia a valores mucho mayores. Esta alta impedancia de entrada hace que tengan muy poca corriente a través de ellos. (Según la ley de ohm, la corriente es inversamente afectada por el valor de la impedancia del circuito.Si la impedancia es alta, la corriente es muy baja.) Así que los FETs dibujan muy poca corriente de la fuente de alimentación de un circuito. Por lo tanto, esto es ideal porque no perturban los elementos de potencia del circuito original a los que están conectados. No causarán que la fuente de energía se cargue abajo. El inconveniente de los FET es que no proporcionarán la misma amplificación que se podría obtener de los transistores bipolares. Los transistores bipolares son superiores en el hecho de que proporcionan una mayor amplificación, a pesar de que los FET son mejores en que causan menos carga, son más baratos y más fáciles de fabricar.

 

Transistores de efecto de campo vienen en 2 tipos principales: JFETs y MOSFETs. JFETs y MOSFETs son muy similares pero MOSFETs tienen valores de impedancia de entrada aún más altos que JFETs. Esto causa aún menos carga en un circuito.

 

 

 

Tipos de Transistores Por Función

Ahora vamos a repasar los tipos de transistores por función, lo que significa lo que hacen o, más bien, están diseñados para hacer. Algunos transistores se utilizan principalmente para la conmutación. Otros más para amplificación.

 

Discutimos esto a continuación:

 

 

LosTransistores Pequeños de la Señal

Transistor Pequeño De la Señal

Los Transistores Pequeños de la Señal son transistores que se utilizan principalmente para amplificar las señales de bajo nivel, pero también pueden funcionar bien como interruptores.

 

Los transistores vienen con un valor, llamado el valor de hFE, que indica cuánto un transistor puede amplificar las señales de entrada. Los valores típicos de hFE para transistores de señales pequeñas oscilan entre 10 y 500, con una corriente máxima de colector (Ic) de aproximadamente 80 a 600 miliamperios (mA). Vienen en formularios NPN y PNP. Las frecuencias operativas máximas oscilan entre aproximadamente 1 y 300 megahercios (MHz).

 

Como nota de diseño, los transistores pequeños de la señal se utilizan principalmente cuando se amplifican pequeñas señales, como unos pocos voltios y sólo cuando se utilizan miliamperios de corriente. Cuando se utiliza un voltaje y una corriente más grandes (mayor potencia), usando muchos voltios o amperios de corriente, se debe usar un transistor de potencia.

 

 

Los Transistores de Conmutación Pequeños

Transistor de conmutacion pequeno

Transistores de Conmutación Pequeños son transistores que se utilizan principalmente como interruptores, pero que también se pueden utilizar como amplificadores. Los valores típicos de hFE para transistores de conmutación pequeños oscilan entre 10 y 200, con valores de Ic máximos de aproximadamente 10 a 1000mA. Vienen en formularios NPN y PNP.

 

En términos de para el diseño, transistores de conmutación pequeños se utilizan principalmente como interruptores. Aunque pueden utilizarse como amplificador, su valor de hFE sólo oscila a aproximadamente 200, lo que significa que no son capaces de la amplificación de transistores de señal pequeños, que pueden tener una amplificación de hasta 500. Esto hace que los transistores de conmutación pequeños sean más útiles para la conmutación, aunque pueden ser utilizados como amplificadores básicos para proporcionar ganancia. Cuando se necesita más ganancia, los transistores de señales pequeñas funcionan mejor como amplificadores.

 

 

Los Transistores de Potencia

Transistor de potencia

Los transistores de potencia son adecuados para aplicaciones en las que se está utilizando mucha corriente, corriente y tensión.

 

El colector del transistor está conectado a una base metálica que actúa como disipador de calor para disipar el exceso de potencia.

 

Las potencias típicas varían entre 10 y 300 W, con frecuencias de aproximadamente 1 a 100 MHz. Los valores máximos de corriente de colector (Ic) oscilan entre 1 y 100 amperios (A). Los transistores de potencia vienen en NPN, PNP y Darlington (NPN o PNP).

 

 

Los Transistores de Alta Frecuencia

Transistor de alta frecuencia

Los transistores de alta frecuencia son transistores que se utilizan para señales pequeñas que funcionan a altas frecuencias para aplicaciones de conmutación de alta velocidad.

 

Estos son transistores que se utilizan para las señales de alta frecuencia y debe ser capaz de encender y apagar a muy altas velocidades. Los transistores de alta frecuencia se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia (HF), de frecuencia muy alta (VHF), de ultra alta frecuencia (UHF), de televisión por cable (CATV) y de antena maestra (MATV). Tienen una frecuencia de frecuencia máxima de unos 2000 MHz y una corriente de colector máxima (Ic) de 10 a 600 mA. Están disponibles en ambos formatos NPN y PNP.

 

 

Los Fototransistores

Fototransistor

Los fototransistores son transistores sensibles a la luz.

 

Un tipo común de fototransistor se asemeja a un transistor bipolar con su base de plomo eliminado y reemplazado con un área sensible a la luz. Es por ello que un fototransistor tiene sólo 2 terminales en lugar de los 3 terminales. Cuando esta superficie se mantiene oscura, el dispositivo está apagado. Prácticamente, no fluye corriente del colector a la región emisora. Sin embargo, cuando la zona sensible a la luz está expuesta a la luz, se genera una pequeña corriente de base que controla una corriente de colector a emisor mucho mayor.

 

Al igual que los transistores regulares, los fototransistores pueden ser transistores bipolares o de efecto de campo. Los fototransistores de efecto de campo (photoFET) son transistores de efecto de campo sensibles a la luz. A diferencia de los transistores fotobipolares, los fotoFET usan luz para generar un voltaje de puerta que se utiliza para controlar una corriente de drenaje-fuente. PhotoFETs son extremadamente sensibles a las variaciones de la luz y son más frágiles, eléctricamente hablando, que los fototransistores bipolares.

 

 

Los Transistores Uniunión

El transistor uniunión

Los transistores uniunión son transistores de tres derivaciones que actúan exclusivamente como interruptores c ontrolados eléctricamente; no se utilizan como amplificadores.

 

Esto difiere de otros transistores en que los transistores generales suelen proporcionar la capacidad de actuar como un interruptor y también como un amplificador. Sin embargo, un transistor unijunción no proporciona ningún tipo decente de amplificación debido a la forma en que se construye. Simplemente no está diseñado para proporcionar un voltaje suficiente o un impulso de corriente.

 

Las tres derivaciones de un transistor de uniones son B1, B2, y un cable emisor que es el conductor que recibe la corriente de entrada. La operación básica de un UJT es relativamente simple. Cuando no existe diferencia de potencial (tensión) entre su emisor y cualquiera de sus conductores de base (B1 o B2), sólo una corriente muy pequeña fluye de B2 a B1. Sin embargo, si se aplica al emisor una tensión de activación positiva suficientemente grande – con respecto a su base -, una corriente más grande fluye desde el emisor y se combina con la pequeña corriente B2 a B1, dando lugar a una gran corriente de salida B1. A diferencia de otros transistores, donde los cables de control proporcionan poca corriente adicional, el UJT es justo lo contrario. Su corriente de emisor es la fuente primaria de corriente para el transistor. La corriente B2 a B1 es sólo una cantidad muy pequeña de la corriente combinada total. Esto significa que los transistores de uniones no son adecuados para propósitos de amplificación, sino sólo para conmutación.

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