El Transistor

INTRODUCCION

Un transistor es un dispositivo semiconductor con tres terminales utilizado como amplificador e interruptor en el que una pequeña corriente o tensión aplicada a uno de los terminales controla o modula la corriente entre los otros dos terminales.

Los transistores nos han facilitado en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control.

Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas. Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente "transistores", televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color.

Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.

Pero ahora es el componente fundamental de la electrónica moderna, tanto digital como analógica. En los circuitos digitales se usan como interruptores, y disposiciones especiales de transistores configuran las puertas lógicas, memorias RAM y otros dispositivos; en los circuitos analógicos se usan principalmente como amplificadores.

OBJETIVOS

Conocer el origen del transistor y como funciona.

Saber de que materiales están hechos los transistores y en que aspectos es necesario utilizarlo.

Como saber cuando un transistor funciona correctamente.

Como funcionan las tres zonas de trabajo del transistor: corte, activa y saturación.

Aprender a identificar las terminales del transistor

EL TRANSISTOR

Son los dispositivos con propiedades de ganancia similares a los antiguos tubos de vacío. Normalmente se construyen en germanio o silicio, materiales que son semiconductores adecuados para aplicarlos a los transistores. Experimentalmente se utilizan también compuestos de galio y de arsénico.

ANTECEDENTES HISTORICOS

Tales de Mileto allá por el año 600 antes de la era cristiana inició sus experimentos con una resina fósil que provenía de las playas del mar Báltico, el ámbar, y con sus propiedades de atraer pequeñas plumas o hilos, en lo que muchas generaciones se consideraría el inicio de los estudios sobre electrostática.

El desarrollo de los dispositivos con semiconductores ha sido muy rápido desde que fue descubierto el funcionamiento del transistor por Bardeen y Brattain, en los Estados Unidos en 1948. Desde un principio se vio claro que los transistores tenían la ventaja sobre las válvulas debido a su pequeño tamaño y robustez mecánica; que la alimentación de calefacción era innecesaria y hacia posible la amplificación con voltajes bajos de alimentación.

Los desarrollos continuos en el diseño del transistor han mejorado su capacidad en el manejo de potencia, en el rango de frecuencia, características de ruido, vida útil y tolerancias en el manufacturado, así es que hoy en día se fabrican transistores en masa para sustituir a las válvulas en la mayor parte de los sistemas electrónicos. Muchos de los dispositivos en uso son transistores de unión; se obtienen mediante técnicas diferentes para las distintas aplicaciones, y, por supuesto, difieren considerablemente de sus características; pero la acción de transistor básico de unión es común en todos ellos.

En el año 1883, cuando Thomas A.Edison descubrió que si ponía un alambre en las proximidades de un filamento en incandescencia, se formaba un flujo de electricidad entre ambos a través del espacio que los separaba. Como Edison no vio utilidad a éste fenómeno para sus aplicaciones inmediatas, la generación de luz a partir de la electricidad, simplemente registró el hecho y siguió con sus trabajos en pos de una lámpara eléctrica eficiente. Fue hasta 1904 cuando John Ambrose Fleming, aplicó el efecto que descubrió Edison rodeando un filamento incandescente con un cilindro metálico que llamó placa, encontrando que aunque la placa se cargara alternativamente de positiva y negativa, la corriente resultante siempre era en un solo sentido. J.A.Fleming construyó un dispositivo con capacidad de rectificar una corriente eléctrica, la primera válvula de vacío que, en un sentido más estricto, en realidad era un diodo (término derivado de su construcción a partir de “dos electrodos”: el filamento y la placa). En 1907 Lee De Forest agregó un tercer elemento, una rejilla, que también podía ser cargada eléctricamente para incrementar o disminuir de forma controlada el flujo de electrones entre el filamento y la placa, inventó así el Tríodo, el primer dispositivo con capacidad amplificadora de corriente. Estos trabajos mostraron que los electrones en el vacío son más finamente regulables que cuando forman una corriente eléctrica en un conductor por lo que pueden realizar tareas que son impensables en un mecanismo puramente eléctrico. Nació la Electrónica.

Si bien las válvulas de vacío “los bulbos” tuvieron el papel principal hasta los años ‘40 en el desarrollo de las transmisiones de radio y televisión, llevaron a los aliados a desarrollar el radar que les ayudó a ganar la Segunda Guerra Mundial y permitieron la construcción de máquinas computadoras como la gigantesca ENIAC con sus 18.000 tubos al vacío, pero aún adolecían de varias desventajas: para poder contener los elementos necesarios el tubo no podía ser más reducido, era frágil, requería un tiempo de calentamiento hasta que el filamento pudiera empezar a emitir electrones y consumía mucha potencia. Seguramente no hubiéramos llegado muy lejos – no hablemos ni siquiera de la Luna – usando sólo tubos de vacío y relevadores electromecánicos que en aquellos tiempos formaban los primeros sistemas de procesamiento de información.

La revolución llegó en Diciembre de 1947, cuando Walter Brattain y John Bardeen, un par de físicos investigadores de Bell Laboratories que trabajaban bajo la dirección de William Bradford Shockley, utilizaron una pequeña pieza de germanio y una delgada tira de una hoja de oro montadas en una estructura de plástico, para formar un arreglo capaz de amplificar una señal eléctrica sin la utilización de un tubo al vacío. Nació el primer amplificador basado en un material semiconductor: el Transistor, como

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