Transistor como amplificador y oscilador

¿Qué es un transistor?

Un transistor es un dispositivo electrónico semiconductor, generalmente hecho de silicio o germanio. Son bloques de construcción fundamentales en la construcción de muchos dispositivos electrónicos modernos, incluidos los chips de computadora y los teléfonos inteligentes. La palabra transistor es una combinación de dos palabras, trans y resistor. El prefijo ‘trans’ se refiere a la transferencia de corriente eléctrica (electrones) a través de una resistencia. Y el sufijo ‘istor’ se refiere al famoso dispositivo electrónico llamado ‘resistencia’, cuyo propósito es reducir el flujo de electrones. Desde su invención, los transistores se han utilizado en muchos circuitos diferentes, incluidos interruptores, amplificadores y osciladores .

Descubrimiento del transistor

El transistor fue inventado en 1947 en Bell Laboratories en Nueva Jersey. El dispositivo ha sido un elemento básico de la electrónica moderna desde entonces, encontrando usos en telecomunicaciones, aviación, equipos de audio, equipos de video y el diseño de computadoras. Tres científicos de los Laboratorios Bell, Walter Brattain, John Bardeen y William Stockley, ganaron el Premio Nobel por su invento en 1956.

El primer transistor era de un tipo que ahora se llama transistor de unión bipolar (BJT). Los BJT usan capas de semiconductores que se han dopado con otros elementos para que contengan un exceso de electrones o un exceso de huecos de electrones. El transistor tiene tres terminales, generalmente denominados base, emisor y colector. Una pequeña cantidad de carga eléctrica aplicada a la base del transistor cambia la química de los semiconductores de modo que pueden convertirse en conductores, permitiendo el flujo de electrones, o aislantes, bloqueando el flujo de electrones.

Aplicaciones de transistores

Desde su invención, los transistores se han utilizado en dispositivos electrónicos en todo el mundo y se han utilizado para una variedad de usos. Uno de los usos más famosos es como interruptor de encendido/apagado microscópico. De hecho, esta es la aplicación que permitió la revolución de la computadora digital, ya que antes de los transistores, los interruptores eléctricos eran dispositivos mecánicos grandes que tenían que accionarse con la mano. Pero otras dos aplicaciones importantes de los transistores son su uso como amplificadores y como osciladores, que se analizan más adelante.

• Transistores como amplificadores: La función básica de un amplificador es convertir una señal de baja potencia en una de alta potencia. Esto se puede lograr aumentando el voltaje de una señal desde microvoltios (µV) hasta voltios (V), como se hace cuando un micrófono captura ondas de sonido y luego las amplifica a través de un gran sistema de megafonía. En la electrónica moderna, los transistores son una parte clave de este proceso. También se pueden usar para amplificar la corriente, como cuando los pocos microamperios (µA) de corriente producidos por un fotodiodo se convierten en una corriente de miliamperios (mA) o amperios (A). Existe una combinación aparentemente interminable de diseños de circuitos que pueden lograr esto, incluidos los circuitos llamados Emisor común, Seguidor de emisor y Base común, así como diseños más avanzados como el Par Darlington. Todos estos ejemplos tienen diseños únicos,
• Transistores como osciladores: un oscilador es un circuito electrónico que transforma la corriente continua en corriente alterna. El resultado suele ser una señal sinusoidal periódica, a menudo alrededor de 60 Hz. Los transistores son una parte clave de esta transformación. Los diseños pueden ser complicados, pero típicamente incluyen un ‘Circuito Tanque’ que tiene un inductor y un capacitor conectados en paralelo para producir oscilaciones. Este circuito de tanque a menudo se conecta a la base del transistor, donde las pequeñas oscilaciones se pueden amplificar en otras más grandes a medida que la corriente fluye a través del emisor y el colector. Usando circuitos como este, los ingenieros pueden convertir la energía de CC en energía de CA (o viceversa usando un circuito llamado rectificador). Estas transformaciones son una parte crucial de la conexión de la electrónica moderna a la red eléctrica moderna.

Resumen de la lección

Los transistores son dispositivos electrónicos semiconductores que son componentes fundamentales de muchos dispositivos electrónicos modernos. El primer transistor, inventado en 1947, se denominó transistor de unión bipolar (BJT). Los BJT usan capas de semiconductores que se han dopado con otros elementos para que contengan un exceso de electrones o un exceso de huecos de electrones. Una pequeña cantidad de carga eléctrica aplicada a la base cambia la química de los semiconductores de modo que pueden convertirse en conductores o aislantes. Dos aplicaciones importantes de los transistores son su uso como amplificadores y osciladores .. Hay muchos circuitos amplificadores de transistores diferentes, incluidos el emisor común, el seguidor de emisor, la base común y el par Darlington. Todos estos circuitos logran el objetivo de amplificar un pequeño flujo de electrones en uno mucho más grande. Los transistores también pueden convertir la alimentación de CC en alimentación de CA cuando se utilizan en circuitos osciladores. Estos circuitos incluyen un ‘Circuito Tanque’, que tiene un inductor y un capacitor conectados en paralelo para producir oscilaciones. Luego, el circuito del tanque se conecta a la terminal base del transistor, donde las pequeñas oscilaciones se pueden amplificar en otras más grandes. Los transistores juegan un papel importante en la conversión de energía de CC en energía de CA, una parte crucial de la conexión de la electrónica moderna a la red eléctrica moderna.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador