Transistores: ¿qué son y cómo funcionan?

Un transistor es un componente electrónico utilizado en un circuito para controlar una gran cantidad de Actual o voltaje con una pequeña cantidad de voltaje o corriente. Esto significa que se puede usar para amplificar o cambiar (rectificar) señales eléctricas o de energía, lo que permite su uso en una amplia gama de dispositivos electrónicos.

Lo hace intercalando un semiconductor entre otros dos semiconductores. Debido a que la corriente se transfiere a través de un material que normalmente tiene una alta resistencia (es decir, un resistor), es una "resistencia de transferencia" o transistor.

El primer transistor práctico de punto de contacto fue construido en 1948 por William Bradford Shockley, John Bardeen y Walter House Brattain. Las patentes para el concepto de un transistor datan de 1928 en Alemania, aunque parece que nunca se construyeron, o al menos nadie afirmó haberlas construido. Los tres físicos recibieron el Premio Nobel de Física de 1956 por este trabajo.

Existen esencialmente dos tipos básicos de transistores de contacto de punto, el npn transistor y el pnp transistor, donde el norte y pag representan negativo y positivo, respectivamente. La única diferencia entre los dos es la disposición de los voltajes de polarización.

Para comprender cómo funciona un transistor, debe comprender cómo reaccionan los semiconductores ante un potencial eléctrico. Algunos semiconductores serán norte-tipo, o negativo, lo que significa que los electrones libres en el material derivan de un electrodo negativo (de, digamos, una batería a la que está conectado) hacia el positivo. Otros semiconductores serán pag-tipo, en cuyo caso los electrones llenan los "agujeros" en las capas de electrones atómicos, lo que significa que se comporta como si una partícula positiva se moviera del electrodo positivo al electrodo negativo. El tipo está determinado por la estructura atómica del material semiconductor específico.

Ahora, considere un npn transistor. Cada extremo del transistor es un nortede tipo semiconductor y entre ellos hay un pagde tipo semiconductor. Si te imaginas un dispositivo conectado a una batería, verás cómo funciona el transistor:

• el nortetipo región unida al extremo negativo de la batería ayuda a impulsar los electrones hacia el medio pag-tipo de región.
• el norte-tipo de región unida al extremo positivo de la batería ayuda a reducir la velocidad de salida de electrones pag-tipo de región.
• el pag-tipo de región en el centro hace ambas cosas.

Al variar el potencial en cada región, puede afectar drásticamente la velocidad del flujo de electrones a través del transistor.

En comparación con el tubos de vacio que se usaron anteriormente, el transistor fue un avance sorprendente. De menor tamaño, el transistor podría fabricarse fácilmente a bajo precio en grandes cantidades. También tenían varias ventajas operativas, que son demasiado numerosas para mencionarlas aquí.

Algunos consideran que el transistor es el invento más grande del siglo XX, ya que se abrió tanto en el camino de otros avances electrónicos. Prácticamente todos los dispositivos electrónicos modernos tienen un transistor como uno de sus principales componentes activos. Debido a que son los bloques de construcción de microchips, computadoras, teléfonos y otros dispositivos, no podrían existir sin transistores.

Existe una amplia variedad de tipos de transistores que se han desarrollado desde 1948. Aquí hay una lista (no necesariamente exhaustiva) de varios tipos de transistores:

• Transistor de unión bipolar (BJT)
• Transistor de efecto de campo (FET)
• Transistor bipolar de heterounión
• Transistor unijunction
• FET de doble puerta
• Transistor de avalancha
• Transistor de película delgada
• Transistor Darlington
• Transistor balístico
• FinFET
• Transistor de puerta flotante
• Transistor de efecto T invertido
• Transistor de giro
• Foto transistor
• Transistor Bipolar de Puerta Aislada
• Transistor de un solo electrón
• Transistor nanofluídico
• Transistor Trigate (prototipo Intel)
• FET sensible a iones
• Diodo epitaxal de inversión rápida FET (FREDFET)
• FET de semiconductores de óxido de electrolito (EOSFET)

Editado por Anne Marie Helmenstine, Ph. D.