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 denomina transistor (del inglés: transfer resistor, “resistor de transferencia”) a un dispositivo electrónico semiconductor capaz de modificar una señal eléctrica de salida en respuesta a una de entrada. Puede funcionar como amplificador, conmutador, oscilador o rectificador de señales eléctricas.

Se trata de un componente de uso muy común en numerosos aparatos, como relojes, lámparas, tomógrafos, celulares, radios, televisores y, sobre todo, en circuitos integrados (chips o microchips).

Los transistores surgieron de la necesidad de controlar el flujo de la corriente eléctrica en distintas aplicaciones, como parte del desarrollo de la electrónica moderna. Su antecesor directo fue un dispositivo inventado por Julius Edgar Lilienfeld en 1925, aunque no pudo aplicarse de manera práctica hasta mediados del siglo XX, cuando comenzaron a utilizarse materiales semiconductores en lugar de tubos al vacío.

Los primeros avances consistieron en aumentar la potencia de una señal eléctrica haciéndola pasar a través de dos contactos de oro aplicados sobre 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 fue desarrollado Estados Unidos en 1947, mientras que el primer transistor de alta frecuencia fue inventado en 1953.

Estos desarrollos marcaron el inicio de la expansión electrónica de la segunda mitad del siglo XX, que permitió, entre muchos otros avances, el surgimiento y el desarrollo de las computadoras.

En la actualidad, para la fabricación de transistores se emplean materiales como el germanio (Ge), silicio (Si), arseniuro de galio (GaAs) y distintas aleaciones de silicio con germanio o con aluminio. Según el material utilizado, el dispositivo puede soportar determinados niveles de tensión eléctrica y una temperatura máxima de funcionamiento.

Ver además: Hardware

¿Cómo funciona un transistor?

Los transistores operan sobre un flujo de corriente, pueden funcionar como amplificadores (reciben una señal débil y generan una fuerte) o como interruptores (permiten o interrumpen el paso de la corriente). Esto depende de la posición de funcionamiento que adopte el 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 base es la que media entre el emisor (por donde entra el caudal de corriente) y el colector (por donde sale el caudal de corriente). Esta acción se produce gracias a una corriente eléctrica menor, distinta de la que modulada por el propio transistor.

De este modo, si la base no recibe corriente, el transistor se ubica en posición de corte; si recibe una corriente intermedia, la base permite el paso de corriente en una cantidad determinada; y si recibe corriente suficiente, el transistor se abre por completo, dejando pasar el total de la corriente modulada.

Así, se entiende así que el transistor funciona como un mecanismo de control de la cantidad de electricidad que circula en un momento dado, lo que permite establecer relaciones lógicas de interconexión undamentales para el funcionamiento de los circuitos electrónicos.

Tipos de transistores

Existen diversos tipos de transistores que se detallan a continuación:

• 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.

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Referencias

• «Transistor» en www.britannica.com/
• «Transistor working» en www.khanacademy.org/