1. El Transistor Bipolar (BJT)
Es un componente electrónico que permite obtener una señal de salida amplificada partiendo de una señal de entrada mucho más débil y de similares características.
1.1. Funcionamiento del Transistor
Un transistor es un dispositivo de estado sólido, en el que al hacer circular una corriente débil en la base (IB).
1.2. Formas de Conectar un Transistor
1.3. Circuito de Polarización de un Transistor
1.4. Características del Transistor
- Tensiones máximas entre terminales.
- Corriente de colector.
- Temperatura de la unión (junction temperature).
- Potencia de disipación máxima.
- Ganancia en corriente.
1.5. Modos o Zonas de Trabajo del Transistor (3 Modos)
En Saturación
El transistor se comporta como si fuese un interruptor eléctrico cerrado.
En Corte
Es el funcionamiento opuesto al anterior. En este caso, el transistor se comporta como un interruptor abierto.
En Activa
En esta configuración, el transistor permite convertir las señales débiles que se aplican en la base en otras de mayor magnitud que salen amplificadas por el colector.
1.6. Otros Tipos de Transistores BJT
1.6.1. Transistor Darlington
Es un componente electrónico que dispone de dos transistores BJT conectados en cascada y se encuentran integrados en el mismo encapsulado.
1.6.2. Fototransistor
Es un transistor en el que la corriente de la base cambia en función de la luz externa captada por un elemento fotosensible.
1.6.3. Optoacoplador Basado en Transistor
Es un componente integrado que dispone de un conjunto emisor-receptor en un mismo dispositivo.
2. Circuitos Prácticos con Transistores BJT
2.1. El Transistor como Interruptor
Es un tipo de circuito muy utilizado en todo tipo de aplicaciones industriales y domésticas para controlar la activación y desactivación de dispositivos.
2.1.1. Interruptores con BJT y Sensores
Muy utilizados en todo tipo de automatismos, tanto domésticos como industriales, son circuitos que utilizan algún tipo de componente pasivo o activo para detectar alguna magnitud física.
2.1.2. Temporizador
Aprovechando el efecto de carga y descarga de un condensador, es posible realizar acciones temporizadas sobre un transistor que funcione en corte y saturación.
2.1.3. Activación de Relés
En numerosas ocasiones se utiliza un circuito transistorizado para activar relés electromecánicos.
2.2. Circuito de Polarización en el Emisor
El circuito de polarización directa, que se ha utilizado hasta el momento, es ideal para circuitos de conmutación que hacen trabajar al transistor en corte y saturación.
2.3. Conexión Push-Pull de Dos Transistores BJT
La conexión push-pull o complementaria de dos transistores es un circuito amplificador que permite obtener una corriente eléctrica polarizada de forma positiva o negativa en su salida.
3. El Transistor de Efecto de Campo (FET/JFET)
Más conocido como transistor FET (field effect transistor) o JFET, es un transistor de tipo unipolar que controla el movimiento de cargas en su interior mediante un campo eléctrico, o, lo que es lo mismo, mediante una fuente de tensión.
3.1. Polarización de los Transistores FET
En los transistores FET, la puerta (G) se controla en tensión y no en corriente como en los BJT.
3.2. El Transistor MOSFET
Una variante de los transistores FET es el denominado MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), mucho más utilizado en la actualidad y, por tanto, de mayor interés práctico.
3.2.1. Polarización de los Transistores MOSFET
Como el control de puerta (G) se hace por tensión, la polarización de los MOSFET es mucho más sencilla que la de los BJT.
3.2.2. Características Eléctricas de los Transistores MOSFET
- Tensión máxima VDS: es la tensión máxima con la que puede trabajar la carga conectada al transistor.
- Tensión máxima de puerta VGS: es la tensión máxima que se puede aplicar a la puerta (G).
- Tensión de umbral VGS(TH): es la tensión en voltios con la que se dispara el terminal de puerta.
- Corriente ID: es la corriente máxima de la carga que se puede conectar al drenador (D) del MOSFET.
- Resistencia en conducción entre el drenador (D) y la fuente (S) RDS(on): es la resistencia que se presenta entre los terminales del surtidor y la puerta cuando el transistor está en conducción (saturación).
3.2.3. Modos o Zonas de Trabajo de los Transistores MOSFET
Zona Óhmica
También denominada zona lineal o región triodo. En ella el transistor se comporta como una resistencia variable dependiente del valor de tensión de la puerta VGS.
Zona de Corte
Se trabaja en esta región cuando la tensión de puerta es inferior a la tensión umbral VGS(TH).
Zona de Saturación
Cuando el transistor entra en esta zona se comporta como una fuente de corriente y se utiliza para amplificar.
4. Circuitos Prácticos con MOSFET
De igual forma que los transistores BJT, los transistores de efecto de campo FET y MOSFET pueden ser utilizados como amplificadores o como interruptores.
4.1. El MOSFET como Interruptor
En el ejemplo de la figura se ha utilizado como carga una pequeña lámpara incandescente, aunque también se podría utilizar un diodo LED; para mejor comprensión del funcionamiento, se han utilizado dos fuentes independientes.
4.1.1. Activación de Relés con MOSFET
En una etapa de potencia con MOSFET de canal N, la bobina del relé se conecta entre el drenador (D) y el positivo de la fuente de tensión.
4.1.2. El MOSFET en Push-Pull
Los transistores MOSFET también se pueden utilizar para trabajar en modo complementario o push-pull.
4.1.3. MOSFET en Paralelo
Una ventaja de los transistores MOSFET respecto a los BJT es que se pueden conectar en paralelo y así aumentar el valor de corriente de la carga que se debe controlar.