Transistor BJT

¿Qué es un Transistor?

Un transistor es un dispositivo que regula el flujo de corriente o de tensión actuando como un interruptor o amplificador para señales electrónicas. El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial. También se llama Transistor Bipolar o Transistor Electrónico.

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. Los transistores son los elementos que han facilitado el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño.

Funcionamiento del Transistor

Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito:
 - En activa : deja pasar más o menos corriente (corriente variable).
 - En corte: no deja pasar la corriente (corriente cero).
 - En saturación: deja pasar toda la corriente (corriente máxima).

Características de los transistores

Componentes: Los transistores se componen esencialmente de tres patillas o cables, cada uno encargado de una labor diferente y que se denominan:

• Emisor: Desde donde entra el flujo eléctrico al interior encapsulado del transistor.
• Base: La que modula el flujo entre emisor y colector.
• Colector:Hacia donde fluye la corriente una vez que ha sido modulada por la base.

Funcionamiento

Los transistores operan como peajes o alcabalas en el flujo eléctrico, permitiendo aumentar, disminuir o modular su intensidad conforme a tres posiciones posibles dentro de un circuito:

• En activa. Permite el paso de más o menos corriente (modulada) hacia el colector y, por lo tanto, de vuelta al circuito.
• En corte. Impide el paso de toda la corriente.
• En saturación. Permite el paso íntegro de la corriente.

Funciones del transistor

Las funciones de un transistor como parte de un circuito eléctrico pueden ser dos fundamentalmente:

• Como interruptor. Corta el flujo eléctrico a partir de una pequeña señal de mando.
• Como amplificador. Recibe una pequeña señal eléctrica que, al salir del transistor, se habrá convertido en una más grande.

Sin embargo, los transistores también pueden cumplir funciones de oscilador, conmutador o rectificador, que permite conducir de la manera deseada el flujo eléctrico en el circuito.

Materiales

Los transistores están fabricados aprovechando la semiconductividad de ciertos materiales, como el germanio (Ge) o el arseniuro de galio (GaAs). En la actualidad, el material preferido para ello es el silicio (Si), un metaloide abundante en la corteza terrestre.

Transistores NPN y PNP

Los transistores NPN y PNP tienen cada uno tres conductores, un colector, una base y un emisor, como se muestra en la imagen de debajo, Figura 9. En los diagramas de circuitos el emisor siempre aparece como una flecha. La flecha apunta hacia un transistor NPN y hacia un transistor PNP. La dirección de la flecha identifica el tipo de transistor en hojas de datos y diagramas esquemáticos.

Ambos tipos de transistor funcionan como dispositivos, como válvulas para el flujo de corriente. La conexión de la base del transistor controla la cantidad de corriente que fluye. La figura 10 muestra un circuito para un transistor NPN común que se conecta a un LED. En este circuito la corriente fluirá desde la alimentación positiva a través del LED en el colector y luego hacia fuera del emisor a tierra. Cuando una pequeña corriente fluye en la base, el transistor comienza a conducir una corriente más grande desde el colector hasta el emisor y luego a tierra. Las corrientes combinadas de la base y del colector fluyen hacia fuera del terminal del emisor. Pequeños cambios en la corriente de base causan cambios mayores en la corriente de colector a emisor.

Un transistor NPN controla el flujo de corriente a través de un LED. Una pequeña corriente en la base gira el transistor sólo un poco. Una corriente más alta en la base permite un mayor flujo de corriente y el LED se vuelve más brillante. Este circuito es como un sumidero de corriente porque el LED se conecta directamente al potencial más alto y el transistor se conecta directamente a tierra.

Los transistores PNP funcionan de manera similar: La corriente base todavía determina cuánta corriente fluye desde el emisor al colector. Pero en los transistores PNP la corriente de control fluye fuera de la base en lugar de en ella. La figura 11 muestra un circuito de control de LED con un transistor PNP. Para controlar el brillo del LED, sacamos corriente de la base del transistor. (La corriente va a tierra). Una corriente pequeña fuera de la base causa una corriente más grande para fluir del emisor al colector.