Transistor

Te explicamos qué es un transistor, su origen y cómo funciona. Además, los tipos de transistores y sus circuitos integrados.

¿Qué es un transistor?

Se llama transistor (del inglés: transfer resistor, “resistor de transferencia”) a un tipo de dispositivo electrónico semiconductor, capaz de modificar una señal eléctrica de salida como respuesta a una de entrada, sirviendo como amplificador, conmutador, oscilador o rectificador de la misma.

Es un tipo de dispositivo de uso común en numerosos aparatos, como relojes, lámparas, tomógrafos, celulares, radios, televisores y, sobre todo, como componente de los circuitos integrados (chips o microchips).

Los transistores tienen su origen en la necesidad de controlar el flujo de la corriente eléctrica en diversas aplicaciones, como parte de la evolución del campo de la electrónica. Su antecesor directo fue un aparato inventado por Julius Edgar Lilienfeld en Canadá en 1925, pero no sería hasta mediados de siglo cuando podría implementarse usando materiales semiconductores (en lugar de tubos al vacío).

Los primeros logros en este sentido consistieron en la ampliación de la potencia de una señal eléctrica a partir de conducirla a través de dos puntales de oro aplicados a un cristal de germanio.

El nombre de transistor fue propuesto por el ingeniero estadounidense John R. Pierce, a partir de los primeros modelos diseñados por los Laboratorios Bell. El primer transistor de contacto apareció en Alemania en 1948, mientras que el primero de alta frecuencia fue inventado en 1953 en los Estados Unidos.

Estos fueron los primeros pasos hacia la explosión electrónica de la segunda mitad del siglo XX, que permitieron, entre muchas otras cosas, el desarrollo de las computadoras.

En la construcción de los transistores hoy en día se emplean materiales como germanio (Ge), silicio (Si), arseniuro de galio (GaAs) o aleaciones de silicio y germanio o silicio y aluminio. Dependiendo del material usado, el dispositivo podrá resistir una cantidad determinada de tensión eléctrica y una temperatura máxima de calentamiento por resistencia.

¿Cómo funciona un transistor?

Los transistores operan sobre un flujo de corriente, operando como amplificadores (recibiendo una señal débil y generando una fuerte) o como interruptores (recibiendo una señal y cortándole el paso) de la misma. Esto ocurre dependiendo de cuál de las tres posiciones ocupe un transistor en un determinado momento, y que son:

• En activa. Se permite el paso de un nivel de corriente variable (más o menos corriente).
• En corte. No deja pasar la corriente eléctrica.
• En saturación. Deja pasar todo el caudal de la corriente eléctrica (corriente máxima).

En este sentido, el transistor funciona como una llave de paso de una tubería: si está totalmente abierto deja entrar todo el caudal del agua, si está cerrado no deja pasar nada, y en sus posiciones intermedias deja pasar más o menos agua.

Ahora bien: todo transistor se compone de tres elementos: base, colector y emisor. La primera es la que media entre el emisor (por donde entra el caudal de corriente) y el colector (por donde sale el caudal de corriente). Y lo hace, a su vez, activada por una corriente eléctrica menor, distinta de la que modulada por el transistor.

De esta manera, si la base no recibe corriente, el transistor se ubica en posición de corte; si recibe una corriente intermedia, la base abrirá el flujo en determinada cantidad; y si la base recibe la suficiente corriente, entonces se abrirá del todo el dique y pasará el total de la corriente modulada.

Se entiende así que el transistor opera como un modo de controlar la cantidad de electricidad que pasa en determinado momento, permitiendo así la construcción de relaciones lógicas de interconexión.

Tipos de transistores

Existen diversos tipos de transistores:

• Transistor de contacto puntual. También llamado “de punta de contacto”, es el tipo más antiguo de transistor y opera sobre una base de germanio. Fue un invento revolucionario, a pesar de que era difícil de fabricar, frágil y ruidoso. Hoy en día no se le emplea más.
• Transistor de unión bipolar. Fabricado sobre un cristal de material semiconductor, que se contamina de manera selectiva y controlada con átomos de arsénico o fósforo (donantes de electrones), para generar así las regiones de base, emisor y colector.
• Transistor de efecto de campo. Se emplea en este caso una barra de silicio o algún otro semiconductor semejante, en cuyos terminales se establecen terminales óhmicos, operando así por tensión positiva.
• Fototransistores. Se llaman así a los transistores sensibles a la luz, en espectros cercanos a la visible. De modo que se pueden operar por medio de ondas electromagnéticas a distancia.

Circuitos integrados

Los circuitos integrados son mejor conocidos como chips o microchips, y son estructuras pequeñas de silicio u otros semiconductores, en un encapsulado plástico de cerámica, que solemos hallar en los paneles electrónicos de artefactos diversos (computadores, calculadoras, televisores, etc.).

Estos circuitos se componen de numerosos transistores y resistores diminutos colocados en una lámina, para realizar de modo eficiente labores de manipulación de una señal eléctrica, como la amplificación.