El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para
entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple
funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. 
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, entre otros.
El transistor bipolar
fue inventado en los Laboratorios Bell de Estados Unidos en diciembre de
1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William
Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con
el Premio Nobel de Física en 1956. Fue el sustituto del tríodo.
El transistor
de efecto campo fue
patentado antes que el transistor BJT (en 1930), pero no se disponía de la
tecnología necesaria para fabricarlos masivamente. Es por ello que al principio se usaron transistores
bipolares y luego los denominados transistores de efecto de campo (FET). Por
último, apareció el MOSFET (transistor FET de tipo Metal-Óxido-Semiconductor).
Los MOSFET permitieron un diseño extremadamente compacto.
Hoy la mayoría de los circuitos se construyen con tecnología CMOS. La tecnología CMOS
(Complementary MOS o MOS Complementario) es un diseño con dos diferentes MOSFET
(MOSFET de canal n y p), que se complementan mutuamente y consumen muy poca
corriente en un funcionamiento sin carga.
El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET
dylan, en inglés) es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo
eléctrico para controlar la conductividad de un "canal"
en un material semiconductor. Los FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia
de potencial.
Los Transistores de Efecto de Campo son dispositivos
en los que la corriente se controla mediante tensión. Cuando funcionan como
amplificador suministran una corriente de salida que es proporcional a la
tensión aplicada a la entrada. Características generales: 
·
Por el terminal de control no se absorbe corriente.
·
Una señal muy débil puede controlar el componente
·
La tensión de control se emplea para crear un campo eléctrico
Se empezaron a construir en la década de los 60.
Existen dos tipos de transistores de efecto de campo los JFET (transistor de
efecto de campo de unión) y los MOSFET. Los transistores MOS respecto de los
bipolares ocupan menos espacio por lo que su aplicación más frecuente la
encontramos en los circuitos integrados.
El transistor de unión bipolar (del inglés bipolar
junction transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado
sólido consistente en dos uniones
PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de
la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se
debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de
dos polaridades (huecos positivos
y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de
aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.
Un
transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una
región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:
·
Emisor,
que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada,
comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona
como emisor de portadores de carga.
·
Base, la intermedia,
muy estrecha, que separa el emisor del colector.
·
Colector,
de extensión mucho mayor.
Se denomina unión PN a la estructura fundamental de los componentes
electrónicos comúnmente denominados semiconductores, principalmente diodos y transistores. Está formada por la unión metalúrgica de dos cristales, generalmente de silicio (Si), aunque también se fabrican de germanio (Ge), de naturalezas P y N según su composición a nivel
atómico.
NPN es uno de los dos
tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y
"P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las
diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares
usados hoy en día son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que
la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo
mayores corrientes y velocidades de operación.
El otro tipo de
transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y
"N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes
regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a
que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias.
Los transistores PNP
son comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al
terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una carga eléctrica
externa.
Un
transistor funciona así: está compuesto de silicio la idea es que actúe como
una compuerta natural (abrir-cerrar-cerrar-abrir) esta encapsulado en una
plaquita muy diminuta que está compuesta de tres cristales dependiendo el tipo
uno P, uno N, y otro P; o en el otro caso uno N, otro P, y el otro N resumiendo
serian dos tipos transistor PNP y transistor NPN. Estos acrónimos que traducen
material positivo o negativo según su letra se deben puramente a su
construcción.
Tiene tres formas de
funcionamiento:
Región activa en
cuanto a la polaridad: Cuando un transistor no está ni en su región de
saturación ni en la región de corte entonces está en una región intermedia, la
región activa. En esta región la corriente de colector (Ic) depende
principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de corriente, es un
dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren conectadas en el
colector y emisor. Esta región es la más importante si lo que se desea es
utilizar el transistor como un amplificador de señal.
Región de corte: En este caso el voltaje
entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del
circuito.
De forma
simplificada, se puede decir que el la unión CE se comporta como un circuito
abierto, ya que la corriente que lo atraviesa es cero.
Región de saturación: En este caso la magnitud
de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las
resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos. Se presenta
cuando la diferencia de potencial entre el colector y el emisor desciende por
debajo del valor umbral VCE,sat. Cuando el transistor esta en
saturación, la relación lineal de amplificación Ic=β·Ib (y por ende, la relación Ie=(β+1)·Ib ) no se cumple.
De forma
simplificada, se puede decir que la unión CE se comporta como un cable, ya que
la diferencia de potencial entre C y E es muy próxima a cero.
Como
se puede ver, la región activa es útil para la electrónica analógica
(especialmente útil para amplificación de señal) y las regiones de corte y
saturación, para la electrónica digital.
