Fundamentos de Semiconductores: Unión P-N y Transistores Bipolares

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Escrito el 24 de Enero de 2026 en español con un tamaño de 4,14 KB

Material N

Material semiconductor de tipo N

Cuando unimos estos dos materiales (P-N) se produce una recombinación de electrones (e⁻) y huecos (h⁺) en la zona de uníón apareciendo una zona desierta sin portadores de carga libres.

Polarización de diodo

Una carácterística esencial de la uníón P-N es que permite el paso de corriente en un sentido y se opone en el sentido contrario.

Polarización Directa

Al aplicar tensión en directa se reduce la barrera de potencial de la uníón P-N, la batería (u otra fuente) impulsa a los huecos (h⁺) de la zona P y a los electrones (e⁻) de la zona N a cruzar la zona desértica en sentido opuesto.

La zona desértica se reduce y se establece una corriente eléctrica.

El diodo se comporta como un interruptor cerrado y la bombilla lucirá.

Existen diferentes tipos de diodos: Emisores de luz (diodos LED), diodos rectificadores, diodos de luz, zener.

Material P

Material semiconductor de tipo P

También podemos sustituir alguno de los átomos del material neutro, por átomos que tienen 5 electrones en su última capa, como los del Antimonio (Sb), se obtiene una estructura donde quedan electrones libres (e⁻) que no pertenecen a ningún enlace y de fácil movilidad.

Por lo tanto este material se comporta como si estuviera cargado negativamente. Se denomina material semiconductor de tipo N.

La polarización de la batería obliga a los electrones (e⁻) de N y huecos (h⁺) de P a alejarse de la uníón aumentando el ancho de la zona desierta, e impidiendo la circulación de electrones.

El diodo se comporta como un interruptor abierto y la bombilla no lucirá. Toda la tensión cae en el diodo V.

TRANSISTOR NPN

Funcionamiento básico de un transistor NPN.
La corriente sale de la pila y tiene dos posibles caminos a seguir, el que va hacia el colector, y el que va hacia la base. Si en la base no está el sensor por ejemplo un “dedo”, no pasa corriente por la misma y por tanto los materiales P y N del transistor forman dos barreras en las uniones NP de material neutro combinándose electrones de la zona N con los huecos de la zona P, esto hace que los electrones no puedan entrar por la zona del colector hacia emisor. Si en la zona de la base colocamos el “dedo” hacemos que pase una corriente pequeña (electrones) hacia la base de material, consiguiendo que el material P se convierta en N, de esta forma una corriente grande puede pasar desde el colector al emisor ya que todo el transistor es material N. Por tanto cuando el transistor funciona una corriente pequeña que va de base a emisor controla una corriente grande que va de colector a emisor. En el emisor se unen (suman) ambas corrientes. Ie (intensidad emisor)=Ib (intensidad base)+Ic (intensidad colector)

Zonas de funcionamiento de un transistor

a) Zona de corte: no pasa corriente por la base Ib (Intensidad de la base)=0A; y Vbe (Voltaje entre la base y el emisor)<0,6 V; Ic (intensidad de colector)=0A.

b) Zona activa: pasa corriente por la base Ib>0; Vbe=0,6V; Ic (intensidad colector)>0; en esta zona la Ic=Ibxβ; siendo β la ganancia un numero mayor que uno por el que se multiplica la Ib,β; siendo β la ganancia un numero mayor que uno por el que se multiplica la Ib, que indica cuantas veces es más grande la corriente del colector que la de la base. En esta zona el transistor deja pasar corriente de colector a emisor como una compuerta, se abre más cuanto mayor es la corriente de la base, haciendo que la corriente del colector sea mayor.

c) Zona de saturación: llegará un momento el transistor tiene completamente abierto el paso de colector a emisor y por más corriente que metamos en la base no aumentará la corriente del colector, o sea la compuerta está completamente abierta.

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