Transistores

Te explicamos qué es un transistor, cómo está compuesto y sus diversas funciones. Además, sus características generales, clasificación y más.

¿Qué son los Transistores?

Los transistores son aparatos electrónicos semiconductores, encargados de la transmisión de una señal saliente (salida) en presencia de una entrante (entrada), como parte de un circuito electrónico de algún tipo. El término “transistor” proviene del inglés transfer resistor (resistor de transferencia), e inicialmente fueron diseñados para modular la corriente eléctrica.

Los transistores, en ese sentido, cumplen funciones de amplificación, oscilación, conmutación o rectificación de la señal eléctrica dentro del circuito determinado, y se utilizan en gran parte de los circuitos integrados de los artefactos electrónicos contemporáneos.

Los primeros transistores operativos fueron desarrollados en 1955, a pesar de que se venía estudiando su composición desde prácticamente inicios del siglo, en búsqueda de métodos de mejorar la conducción eléctrica y electrónica. El principio de funcionamiento de los transistores (el llamado “efecto transistor”) fue descubierto por los estadounidenses John Bardeen, William Shockley y Walter Houser Brattain en 1948 y les valió el Premio Nobel de Física en 1956.

Ver además: Hardware.

Componentes de los transistores

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 de los transistores

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 de un transistor

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.

Código Binario

Los transistores tienen mucho que ver con el desarrollo del código binario computacional (compuesto de unos y ceros), ya que cada número indica una posición del transistor interruptor: activo o inactivo, dejando o no pasar la electricidad: 0 = sin corriente; 1 = con corriente.

Utilización de un transistor

En los aparatos contemporáneos, provistos de circuitos integrados complejos, los transistores abundan por miles. Desde relojes, televisores, radios, computadoras, teléfonos celulares, tomógrafos, reproductores musicales e incluso lámparas fluorescentes son posibles gracias a esta tecnología de manejo eléctrico.

Tipos de transistores

Existen varios tipos de transistor, dependiendo de su fabricación y sus capacidades:

• Transistor de contacto puntual. El primer tipo de transistor inventado y capaz de obtener ganancia, a pesar de que era frágil y difícil de fabricar. Consistía en dos puntas metálicas sobre una base de germanio, basándose en efectos de superficie. Hoy en día ha desaparecido.
• Transistor de unión bipolar. Se fabrica sobre una base de material semiconductor (intermedio entre conductor y aislante) comúnmente silicio, sobre la cual se ubica un sustrato de cristal que es polarizado a través de elementos donantes de electrones, como el arsénico o el fósforo. Estos polos constituyen el emisor y el colector.
• Transistor de efecto de campo. Consiste en una barra de material semiconductor en torno al cual se genera un campo eléctrico, para poder controlar el flujo de la energía mediante un único polo (por eso se les denomina unipolares).
• Fototransistor. Operan como transistores normales, pero al ser sensibles a la radiación electromagnética próxima a la luz visible, pueden ser operados mediante un modo de iluminación: cuando la luz hace las veces de corriente base.

Ventajas de los transistores

El uso de transistores representó un salto adelante respecto a las técnicas de manejo eléctrico acostumbradas, consistentes en válvulas termoiónicas. No sólo porque permitió maximizar el potencial de los aparatos en tamaños muy inferiores a los iniciales, sino que además facilitó la construcción de artefactos capaces de soportar mucha más tensión, permitiendo su uso en condiciones de mucha potencia eléctrica.

Además, los transistores son relativamente económicos, consumen poca energía, proveen muchas horas de uso y pueden permanecer en depósito durante largo tiempo sin estropearse.

IGBT

Los IGBT son modelos avanzados de transistores que, agrupados en torno a un circuito común, pueden amplificar corrientes eléctricas de 1000 amperios hasta tensiones de varios miles de voltios, permitiendo así controlar la potencia de diversos artefactos electrónicos, entre los que figuran los motores de los automóviles modernos y los desfibriladores médicos, utilizados para la resucitación de pacientes recién fallecidos.

Actividad de los transistores

A diferencia de otros elementos que intervienen en los circuitos electrónicos, como los resistores, condensadores e inductores, que juegan un rol pasivo en los mismos, a los transistores se les asigna un rol activo dentro del circuito, ya que no sólo velan por la estabilidad y preservación del mismo, sino que forman parte de su estructura funcional.