El transistor se convirtió en un componente esencial de la electrónica moderna y no podemos imaginar el mundo sin estos dispositivos. La clasificación de los transistores se divide fundamentalmente en dos tipos: los transistores de unión bipolar (BJT) y los transistores de efecto de campo (FET).
Transistores de Unión Bipolar (BJT)
Los BJT son dispositivos controlados por corriente que amplifican o conmutan señales eléctricas. Constan de tres capas dopadas de material semiconductor, con dos uniones formadas dentro del componente. Estos tienen tres terminales denominados Emisor (E), Base (B) y Colector (C).
Clasificación de los BJT
- Transistores NPN: Son uno de los dos tipos principales de BJT.
- Transistores PNP: Este tipo de transistor está encendido cuando la terminal de la base se baja con respecto al emisor.
El funcionamiento de un BJT gira en torno al control de la corriente: cuando una pequeña corriente fluye hacia la unión base-emisor, una gran corriente fluye entre el colector y el emisor, principio conocido como amplificación de corriente.
Transistores de Efecto de Campo (FET)
El transistor de efecto de campo (FET) es otro tipo importante que, al igual que el BJT, posee tres terminales. Su funcionamiento se basa en un campo eléctrico y no en el flujo de corriente. Al aplicar un voltaje a la compuerta, se regula la conductividad del canal entre la fuente y el drenador.
JFET (Transistor de Efecto de Campo de Unión)
Es uno de los primeros y más simples transistores de efecto de campo. Se utilizan como interruptores, amplificadores y resistencias. Es un dispositivo controlado por voltaje, donde el potencial aplicado entre la puerta y la fuente controla el flujo de corriente entre la fuente y el drenaje.
- Canal P: El flujo de corriente se debe a los agujeros.
- Canal N: El flujo de corriente se debe a los electrones.
MOSFET (Transistor de Efecto de Campo Semiconductor de Óxido de Metal)
Es el tipo más popular y utilizado. Su estructura de control es rápida, permitiendo regular la corriente con solo variar el voltaje en la puerta.
Modos de operación de los MOSFET
- Modo de agotamiento: Normalmente están activados con voltaje de puerta a fuente (VGS) cero. Para apagarlos, se requiere aplicar una polarización que agote el canal de portadores de carga.
- Modo de mejora: Están normalmente desactivados cuando VGS es igual a cero. Cuando VGS supera un voltaje umbral (VTH), se crea un canal conductor.
Comparativa técnica: BJT vs. MOSFET
| Característica | BJT | MOSFET |
|---|---|---|
| Tipo de control | Controlado por corriente | Controlado por voltaje |
| Impedancia de entrada | Baja | Muy alta |
| Velocidad de conmutación | Más lenta | Muy rápida |
| Costo | Económico | Variable (eficiente en potencia) |
Criterios para la elección del transistor
La elección del transistor puede ser decisiva en cualquier proyecto de diseño electrónico. Para elegir correctamente, se deben definir los requisitos del sistema:
- Los BJT son ideales para la amplificación analógica y ofrecen un diseño económico y fácil de usar.
- Los MOSFET destacan por su alta impedancia de entrada (consumo mínimo de energía en la puerta), alta eficiencia y excelente rendimiento en aplicaciones de alta frecuencia y conmutación rápida.
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