Fundamentos de Transistores y Amplificadores Operacionales: Conceptos Clave

El Transistor: Conceptos Fundamentales

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor empleado para entregar una señal amplificada o una señal de entrada. Consta de un sustrato de silicio o germanio y tres partes dopadas artificialmente que forman dos uniones bipolares: Emisor-Colector y una tercera parte denominada base.

• Emisor: Emite portadores.
• Colector: Recolecta portadores.
• Base: Modula el paso de los electrones.

Unión Bipolar

Es la base de los demás transistores y el tipo más común:

• Zona N: En la que abundan electrones; se logra contaminando el sustrato con átomos donantes de electrones.
• Zona P: Donde se generan huecos (cargas positivas); se logra contaminando el sustrato con átomos aceptadores de electrones (aluminio, galio, indio).

Transistor como Conmutador

Este trabaja en la zona de corte o saturación, comportándose como una llave colocada entre el emisor y el colector:

• Al aplicarse una tensión, se produce una corriente por la base y el transistor se satura.
• Si no circula corriente, los terminales C y E se comportan como una llave abierta.
• Corte: Llave abierta debido a la corriente mínima del colector.
• Saturación: Llave cerrada con corriente máxima por el colector.

Polarización Universal

Esta configuración ayuda a disminuir el costo al ahorrar una fuente de alimentación mediante un cálculo de Thévenin. Básicamente, es una configuración que integra los principios de las tres configuraciones fundamentales: Emisor Común, Base Común y Colector Común.

Amplificadores y Configuraciones

Amplificador Operacional

Es un dispositivo que puede aumentar cualquier tipo de señal, sea de voltaje o de corriente. Posee dos entradas: una entrada no inversora (tensión positiva) y una entrada inversora (tensión negativa).

Configuraciones de Transistores

• Base Común: Amplifica tensión, pero no desfasa ni tensión ni corriente. La señal de entrada pasa por el emisor, se extrae por el colector y la base se conecta a masa.
• Emisor Común: Amplifica tensión y corriente. Desfasa 180º la tensión; si la tensión en la base es positiva, la del colector será negativa.
• Colector Común: Amplifica tensión y corriente de manera eficiente. La señal entra por la base, se extrae del emisor y el colector se conecta a masa. Esta configuración desfasa 90º.