El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, etc.
Tipos de transistor
Transistor de contacto puntual
Llamado también transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John Bardeen y Walter Brattain. Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se «ve» en el colector, de ahí el nombre de «transfer resistor». Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.
Transistor de unión bipolar
El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se
fabrica básicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o
Arseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre
conductores como los
metales y los
aislantes como el
diamante.
Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada
tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando
formadas dos uniones NP.
La zona N con elementos donantes de
electrones
(cargas negativas) y la zona P de aceptadores o «huecos» (cargas
positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al
Indio (In),
Aluminio (Al) o
Galio (Ga) y donantes N al
Arsénico (As) o
Fósforo (P).
La configuración de
uniones PN,
dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia
siempre corresponde a la característica de la base, y las otras dos al
emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo
contrario a la base, tienen diferente contaminación entre ellas (por lo
general, el emisor está mucho más contaminado que el colector).
El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor
dependerá de dichas contaminaciones, de la geometría asociada y del
tipo de tecnología de contaminación (difusión gaseosa, epitaxial, etc.)
y del comportamiento cuántico de la unión
Transistor de efecto de campo
El transistor de efecto de campo de unión (JFET), fue el primer
transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra de
material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de
la barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor de
efecto de campo tipo N de la forma más básica. Si se difunden dos
regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre
sí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos
surtidor y al otro drenador. Aplicando
tensión
positiva entre el drenador y el surtidor y conectando la puerta al
surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente
de drenador con polarización cero. Con un potencial negativo de puerta
al que llamamos tensión de estrangulamiento, cesa la conducción en el
canal.
- Transistor de efecto de campo de unión, JFET, construido mediante una unión PN.
- Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se aísla del canal mediante un dieléctrico.
- Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET, donde MOS
significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este caso la compuerta es
metálica y está separada del canal semiconductor por una capa de óxido.
Fototransistor
Los fototransistores son sensibles a la
radiación electromagnética en frecuencias cercanas a la de la
luz
visible; debido a esto su flujo de corriente puede ser regulado por
medio de la luz incidente. Un fototransistor es, en esencia, lo mismo
que un transistor normal, sólo que puede trabajar de 2 maneras
diferentes:
- Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo común);
- Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (modo de iluminación).
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