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Los TRANSISTORES son dispositivos electrónicos semiconductores empleados a gran escala tanto en la electrónica analógica como en la digital.
Éstos son el cimiento de la electrónica moderna y resultan esenciales para el control de un sinfín de circuitos, o procesadores completos.
La CPU, es decir la unidad central de procesamiento, se halla justo en el centro del ordenador. Solo este elemento ya está formado por 5 millones de transistores.
Así pues, un transistor es un componente electrónico muy diminuto omnipresente en el mundo informático.
JAES ofrece en su catálogo una gran selección de transistores de los principales fabricantes.
Pero, ¿qué es un transistor? ¿y para qué sirve?
Un transistor puede funcionar con lógica digital, como un interruptor común, o puede ser usado en el mundo analógico para convertir y amplificar una señal de entrada débil en una señal más fuerte de salida.
En este video nos centraremos en el funcionamiento del transistor de unión bipolar, que como podéis ver, está equipado con tres terminales, es decir: el Emisor, el Colector, y la Base.
Existen dos tipos de transistor bipolar: los PNP y los NPN. La diferencia entre ellos no solo consiste en el uso de polaridades opuestas para los tres electrodos (el colector, la base y el emisor), sinó también que permite obtener un funcionamiento simétrico, que es muy útil en muchos circuitos.
Como en el caso del diodo, un transistor también puede estar hecho de silicio, o sea de un material semiconductor.
Si engrandecemos el entramado cristalino, logramos contemplar que cada átomo de silicio está enlazado con otros 4 átomos de silicio cercanos.
En la capa electrónica externa, el silicio tiene 4 electrones llamados: electrones de valencia.
Cada uno de dichos electrones puede ser compartido con un átomo contiguo, creando de esta manera el famoso ENLACE COVALENTE.
Los átomos crean este enlace, para hacer que su configuración electrónica sea lo más estable posible, y por consiguiente lograr un estado electrónico de nivel energético menor.
En estos momentos los átomos se encuentran en su Enlace Covalente. Cuando el silicio tenga que conducir la electricidad, los electrones absorberán parte de la energía para contrarrestar el enlace covalente, y así volverse electrones libres. Sin embargo, en este caso particular, el silicio tendrá una conductividad eléctrica baja.
Es por esta razón que entrará en juego una técnica llamada dopaje.
Ya oímos hablar de esta técnica en nuestro video anterior que trataba sobre el funcionamiento del diodo. En él os explicamos que, para modificar las propiedades electrónicas del silicio, se añadían pequeñas cantidades de átomos en el interior del entramado cristalino. Los llamados átomos donantes comparten sus electrones con el silicio.
En este caso, supongamos que se añade un átomo de fósforo dentro del entramado de silicio en cuestión. A diferencia del silicio, un átomo de fósforo contiene 5 electrones en su capa exterior. Entonces, un electrón no mostrará interés en el enlace covalente y podrá moverse libremente en el interior del entramado. A esto, se le conoce por dopaje de tipo N.
En el caso contrario, si añadimos un átomo de boro dentro del entramado de silicio, que contiene 3 electrones de valencia en su capa, se creará un espacio libre para un electrón, debido a la ausencia de un enlace covalente. Conocemos este espacio como hueco, y los electrones colindantes podrán llenarlo en cualquier momento.
A esto, se le conoce por dopaje de tipo P.
Combinando estas técnicas de dopaje vamos a obtener un transistor.
Para poder comprender plenamente el funcionamiento de un transistor, cabe recordar lo que sucede a nivel electrónico en el interior de otro componente eléctrico elemental: el diodo.
Ya os contamos en nuestro video anterior sobre el funcionamiento del diodo que, con el fin de lograr obtener dos partes distintas con dos niveles distintos de distribución de carga, es decir la unión PN, se dopaba el interior del silicio. La mayoría de los electrones en un lado, y la mayoría de huecos disponibles en otro, propicia el desplazamiento natural de electrones que abundan en la parte N hacia los huecos disponibles en la parte P.
Éstos son el cimiento de la electrónica moderna y resultan esenciales para el control de un sinfín de circuitos, o procesadores completos.
La CPU, es decir la unidad central de procesamiento, se halla justo en el centro del ordenador. Solo este elemento ya está formado por 5 millones de transistores.
Así pues, un transistor es un componente electrónico muy diminuto omnipresente en el mundo informático.
JAES ofrece en su catálogo una gran selección de transistores de los principales fabricantes.
Pero, ¿qué es un transistor? ¿y para qué sirve?
Un transistor puede funcionar con lógica digital, como un interruptor común, o puede ser usado en el mundo analógico para convertir y amplificar una señal de entrada débil en una señal más fuerte de salida.
En este video nos centraremos en el funcionamiento del transistor de unión bipolar, que como podéis ver, está equipado con tres terminales, es decir: el Emisor, el Colector, y la Base.
Existen dos tipos de transistor bipolar: los PNP y los NPN. La diferencia entre ellos no solo consiste en el uso de polaridades opuestas para los tres electrodos (el colector, la base y el emisor), sinó también que permite obtener un funcionamiento simétrico, que es muy útil en muchos circuitos.
Como en el caso del diodo, un transistor también puede estar hecho de silicio, o sea de un material semiconductor.
Si engrandecemos el entramado cristalino, logramos contemplar que cada átomo de silicio está enlazado con otros 4 átomos de silicio cercanos.
En la capa electrónica externa, el silicio tiene 4 electrones llamados: electrones de valencia.
Cada uno de dichos electrones puede ser compartido con un átomo contiguo, creando de esta manera el famoso ENLACE COVALENTE.
Los átomos crean este enlace, para hacer que su configuración electrónica sea lo más estable posible, y por consiguiente lograr un estado electrónico de nivel energético menor.
En estos momentos los átomos se encuentran en su Enlace Covalente. Cuando el silicio tenga que conducir la electricidad, los electrones absorberán parte de la energía para contrarrestar el enlace covalente, y así volverse electrones libres. Sin embargo, en este caso particular, el silicio tendrá una conductividad eléctrica baja.
Es por esta razón que entrará en juego una técnica llamada dopaje.
Ya oímos hablar de esta técnica en nuestro video anterior que trataba sobre el funcionamiento del diodo. En él os explicamos que, para modificar las propiedades electrónicas del silicio, se añadían pequeñas cantidades de átomos en el interior del entramado cristalino. Los llamados átomos donantes comparten sus electrones con el silicio.
En este caso, supongamos que se añade un átomo de fósforo dentro del entramado de silicio en cuestión. A diferencia del silicio, un átomo de fósforo contiene 5 electrones en su capa exterior. Entonces, un electrón no mostrará interés en el enlace covalente y podrá moverse libremente en el interior del entramado. A esto, se le conoce por dopaje de tipo N.
En el caso contrario, si añadimos un átomo de boro dentro del entramado de silicio, que contiene 3 electrones de valencia en su capa, se creará un espacio libre para un electrón, debido a la ausencia de un enlace covalente. Conocemos este espacio como hueco, y los electrones colindantes podrán llenarlo en cualquier momento.
A esto, se le conoce por dopaje de tipo P.
Combinando estas técnicas de dopaje vamos a obtener un transistor.
Para poder comprender plenamente el funcionamiento de un transistor, cabe recordar lo que sucede a nivel electrónico en el interior de otro componente eléctrico elemental: el diodo.
Ya os contamos en nuestro video anterior sobre el funcionamiento del diodo que, con el fin de lograr obtener dos partes distintas con dos niveles distintos de distribución de carga, es decir la unión PN, se dopaba el interior del silicio. La mayoría de los electrones en un lado, y la mayoría de huecos disponibles en otro, propicia el desplazamiento natural de electrones que abundan en la parte N hacia los huecos disponibles en la parte P.
En esta situación, la zona colindante de la parte P se carga negativamente, mientras que la zona colindante de la parte N se carga positivamente. La formación consecuente de un potencial de barrera en el interior de la zona de vacío, impide una migración mayor de electrones desde la parte N a la parte P.
Si unimos el cátodo del diodo al polo positivo, y el ánodo del diodo al polo negativo de una pila, se obtendrá una POLARIZACIÓN INVERSA, es decir, los electrones y los huecos se atraerán de tal manera a polarizar la Unión PN. Con ello se logrará aumentar la zona de vacío, y en consecuencia oponerse a la circulación de corriente.
Al invertir la conexión de los polos de la pila, la polarización va a pasar a ser directa y la zona de vacío va a estrecharse.
Si usamos una pila con un voltaje superior, capaz de superar el potencial de barrera, los electrones no encontrarán más resistencia y serán capaces de cruzar la barrera, y de ocupar los huecos de la parte P. Gracias a la atracción del polo positivo de la pila, siguen ocupando los huecos siguientes, y de esta manera fluyen hacia el exterior del diodo através del circuito eléctrico.
Se conoce esta condición como polarización directa del diodo. La condición de polarización directa del diodo nos permite entender, de una manera más sencilla, el principio de funcionamiento del transistor.
Podemos ver en el transistor que, la capa P es mucho más fina y está ligeramente dopada, asimismo está comprimida entre dos capas N más anchas.
Podemos manifestar que el transistor en cuestión está compuesto sustancialmente por la unión de dos diodos unidos entre ellos por la su parte trasera.
Así pues, independientemente de la manera en que esté conectada la pila, uno de los dos diodos estará siempre en condición de polarización inversa. O sea, al aumentar su propia zona de vacío, va a conseguir bloquear la circulación de corriente. Al bloquear el flujo de corriente, el transistor se apagará.
Si intentáramos conectar una pila tal y como les mostramos, con tensión suficiente como para superar el potencial de barrera, obtendríamos un diodo en polarización directa. También en este caso veriamos una gran cantidad de electrones migrar desde el lado N, y ocupar los huecos del lado P.
Al igual que en un diodo, una vez ocupados los primeros huecos, los electrones seguirán ocupando los huecos siguientes gracias a la atracción del polo positivo de la pila, permitiendo de este modo la circulación de corriente através del circuito eléctrico.
Sin embargo, en este caso veremos como muchos más electrones se desplazan desde la parte N hacia la parte P. Así pues, la parte P se hallará con un exceso de electrones, que a su vez se sentirán atraídos por el polo positivo de la primera pila y fluirán en esta dirección.
La dimensión más reducida de la parte P va a garantizar que ningún electrón en exceso en su interior logre deslizarse hacia el terminal positivo de la segunda pila.
En resumidas cuentas, una corriente de base baja es amplificada a una corriente de colector alta.
Si se incrementa la corriente de base, la corriende de colector aumentará de manera proporcional, mostrando así un claro ejemplo de amplificación de señal.
La clase de transistor del cual hemos estado hablando hasta ahora se llama Transistor de unión bipolar.
Intentemos sustituir este transistor con un transistor de unión bipolar verdadero.
Asimismo, es posible mejorar aún más la amplificación de la señal añadiendo más de un transistor en cadena.
EL terminal de base de este transistor está conectado con el terminal emisor del primer tansistor. Si introducimos una señal fluctuante débil como la que encontraríamos en un micrófono, se obtendrá una señal amplificada al salir del altavoz.
Para finalizar, si os ha gustado este video, no olvidéis dejar un me gusta y un comentario. Además, podéis inscribiros a nuestro canal y visitar nuestro sitio web www.jaescompany.com para ser el primero en descubir nuestras futuras publicaciones.
Si unimos el cátodo del diodo al polo positivo, y el ánodo del diodo al polo negativo de una pila, se obtendrá una POLARIZACIÓN INVERSA, es decir, los electrones y los huecos se atraerán de tal manera a polarizar la Unión PN. Con ello se logrará aumentar la zona de vacío, y en consecuencia oponerse a la circulación de corriente.
Al invertir la conexión de los polos de la pila, la polarización va a pasar a ser directa y la zona de vacío va a estrecharse.
Si usamos una pila con un voltaje superior, capaz de superar el potencial de barrera, los electrones no encontrarán más resistencia y serán capaces de cruzar la barrera, y de ocupar los huecos de la parte P. Gracias a la atracción del polo positivo de la pila, siguen ocupando los huecos siguientes, y de esta manera fluyen hacia el exterior del diodo através del circuito eléctrico.
Se conoce esta condición como polarización directa del diodo. La condición de polarización directa del diodo nos permite entender, de una manera más sencilla, el principio de funcionamiento del transistor.
Podemos ver en el transistor que, la capa P es mucho más fina y está ligeramente dopada, asimismo está comprimida entre dos capas N más anchas.
Podemos manifestar que el transistor en cuestión está compuesto sustancialmente por la unión de dos diodos unidos entre ellos por la su parte trasera.
Así pues, independientemente de la manera en que esté conectada la pila, uno de los dos diodos estará siempre en condición de polarización inversa. O sea, al aumentar su propia zona de vacío, va a conseguir bloquear la circulación de corriente. Al bloquear el flujo de corriente, el transistor se apagará.
Si intentáramos conectar una pila tal y como les mostramos, con tensión suficiente como para superar el potencial de barrera, obtendríamos un diodo en polarización directa. También en este caso veriamos una gran cantidad de electrones migrar desde el lado N, y ocupar los huecos del lado P.
Al igual que en un diodo, una vez ocupados los primeros huecos, los electrones seguirán ocupando los huecos siguientes gracias a la atracción del polo positivo de la pila, permitiendo de este modo la circulación de corriente através del circuito eléctrico.
Sin embargo, en este caso veremos como muchos más electrones se desplazan desde la parte N hacia la parte P. Así pues, la parte P se hallará con un exceso de electrones, que a su vez se sentirán atraídos por el polo positivo de la primera pila y fluirán en esta dirección.
La dimensión más reducida de la parte P va a garantizar que ningún electrón en exceso en su interior logre deslizarse hacia el terminal positivo de la segunda pila.
En resumidas cuentas, una corriente de base baja es amplificada a una corriente de colector alta.
Si se incrementa la corriente de base, la corriende de colector aumentará de manera proporcional, mostrando así un claro ejemplo de amplificación de señal.
La clase de transistor del cual hemos estado hablando hasta ahora se llama Transistor de unión bipolar.
Intentemos sustituir este transistor con un transistor de unión bipolar verdadero.
Asimismo, es posible mejorar aún más la amplificación de la señal añadiendo más de un transistor en cadena.
EL terminal de base de este transistor está conectado con el terminal emisor del primer tansistor. Si introducimos una señal fluctuante débil como la que encontraríamos en un micrófono, se obtendrá una señal amplificada al salir del altavoz.
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