Por Kevin Beck - Actualizado el 30 de agosto de 2022
alan64/iStock/GettyImages
El término transistor Combina "transferencia" y "varistor", lo que refleja su papel inicial en la transferencia de voltaje mientras se varía la resistencia. Los transistores son los componentes fundamentales de la electrónica moderna, análogos al ADN en biología. Se clasifican en dos familias principales:transistores de unión bipolar (BJT) y transistores de efecto de campo (FET). Este artículo se centra en los BJT.
Los BJT están disponibles en dos configuraciones básicas, NPN y PNP, definidas por la secuencia de capas semiconductoras de tipo N y tipo P. Un transistor NPN consta de una delgada región P intercalada entre dos regiones N. Las dos uniones PN pueden tener polarización directa o inversa, lo que le da al dispositivo su comportamiento característico.
Cada BJT tiene tres terminales:emisor (E), base (B) y colector (C). En un dispositivo NPN, el colector está conectado a una capa N, la base a la capa P intermedia y el emisor a la otra capa N. La región P está ligeramente dopada, mientras que la capa N más cercana al emisor está fuertemente dopada. Debido a que las dos N capas difieren en dopaje y geometría, no se pueden intercambiar.
El modo de funcionamiento más utilizado es la configuración de emisor común (CE). En esta configuración, se aplica un voltaje entre la base y el emisor (V_BE) y entre el colector y el emisor (V_CE). El terminal del emisor sirve como salida y entrega la corriente amplificada al resto del circuito.
Las corrientes de entrada y salida están vinculadas por la ganancia de corriente del transistor, β (beta). Matemáticamente:
I_B = I_0 \frac{e^{V_{BE}/V_T}}{V_T - 1}
I_C = \beta I_B
Aquí, I_B es la corriente de base, I_C la corriente del colector, I_0 la corriente de saturación, V_T el voltaje térmico y β el factor de ganancia de corriente. Estas ecuaciones describen cómo una corriente de base pequeña controla una corriente de colector más grande.
Comprender estos fundamentos prepara a los ingenieros para diseñar etapas de amplificación y circuitos de conmutación confiables.
