Tabla de contenido:
La composición de un transistor.
Cómo funcionan los transistores?
Tres estados de funcionamiento de los transistores.
Características de los transistores
Qué es un transistor?
Un transistor es un dispositivo semiconductor comúnmente utilizado en circuitos electrónicos para funciones como amplificación, conmutación y acondicionamiento de señales. Es la base de los dispositivos electrónicos modernos como ordenadores, teléfonos móviles, televisores, etc.
Los transistores tienen las ventajas de tamaño pequeño, peso ligero, bajo consumo de energía y alta confiabilidad, y se usan ampliamente en amplificadores, interruptores, osciladores y otros circuitos en circuitos electrónicos. Los transistores no son solo dispositivos semiconductores sólidos (incluidos diodos, triodos, transistores de efecto de campo, tiristores, etc., a veces denominados específicamente dispositivos bipolares), sino que también tienen múltiples funciones como detección, rectificación, amplificación, conmutación, estabilización de voltaje y Modulación de señal.
función de transistores
Los transistores tienen la función de amplificar y conmutar señales eléctricas.
Por ejemplo, en una radio, una señal muy débil transmitida por el aire se amplifica (amplifica) y se reproduce a través de un altavoz. Este es el efecto de amplificación de los transistores.
Además, el transistor sólo puede funcionar cuando llega una señal predeterminada, en cuyo caso actúa como interruptor.
El "IC" o "LSI" que escuchamos a menudo es un conjunto de transistores, y los transistores forman la base de sus funciones.
Clasificación de transistores
A: Clasificación por estructura
Según diferentes clasificaciones de principios de funcionamiento, se dividen en transistores bipolares y transistores unipolares.
transistores bipolares
Bi significa Bi (2 piezas) y Ji significa Polar. En un transistor bipolar, la corriente que fluye a través de los semiconductores que componen el transistor es producida por huecos (polaridad positiva) y electrones (polaridad negativa). En términos generales, un transistor se refiere a un transistor hecho de silicio.
FET
La abreviatura de Field Effect Transistor se refiere al transistor de efecto de campo. Hay tipo unión FET, tipo MOS FET y tipo GaAs.
Los FET de tipo unión se utilizan principalmente en circuitos analógicos, como equipos de audio, mientras que los FET de tipo MOS se utilizan principalmente en circuitos integrados digitales, como microcontroladores.
El tipo GaAs se utiliza para la amplificación de microondas en la recepción de señales de transmisión por satélite, etc.
MOS
La abreviatura de Metal Oxide Semiconductor se llama MOS porque su estructura es metal, película de silicato (Oxide) y semiconductor (SemicONductor). MOS también se divide en tipo P, tipo N y tipo C. Debido a que consume poca corriente, se utiliza en circuitos integrados altamente integrados, como microcontroladores.
B: Clasificación del poder
El método de diferenciación se basa principalmente en la potencia nominal máxima del colector PC. Se dividen aproximadamente en transistores de señal pequeña y transistores de potencia. Generalmente, la potencia de los transistores de potencia supera 1W.
transistor de señal pequeña
Un transistor con una corriente máxima de colector (IC(max)) inferior a 500 mA y una potencia máxima de colector (PC(max)) que no exceda 1W. Deben su nombre a los transistores de potencia relativa y generalmente están encapsulados en resina, que es una de sus características.
transistores de potencia
Generalmente, la potencia de los transistores de potencia supera 1W. En comparación con los transistores de pequeña señal, tienen una corriente de colector máxima y una potencia de colector máxima, su forma es muy grande para disipar el calor y algunos transistores de potencia también están cubiertos con disipadores de calor metálicos.
La composición de un transistor.
Los transistores están compuestos por tres capas de semiconductores que tienen la capacidad de retener una corriente eléctrica. Los materiales conductores como el silicio y el germanio tienen la capacidad de transportar corriente eléctrica entre un conductor y un aislante rodeado por cables de plástico. Los materiales semiconductores se procesan mediante un determinado procedimiento químico llamado dopaje de semiconductores. Si el silicio está dopado con arsénico, fósforo y antimonio, obtendrá algunos portadores de carga adicionales, es decir, electrones, y se denomina semiconductor tipo N o negativo; mientras que si el silicio está dopado con otras impurezas como boro, galio, aluminio, obtendrá menos portadores de carga, es decir, agujeros, y se denomina semiconductor tipo P o positivo.
Cómo funcionan los transistores?
Hay tres terminales en un transistor.
Base: Proporciona la base al electrodo del transistor.
Emisor: Los portadores de carga resultantes.
Colector: Los portadores de carga resultantes.
Si el transistor es de tipo NPN, necesitamos aplicar un voltaje de 0.7v para activarlo y al aplicar este voltaje al transistor base, la condición de polarización directa del transistor se enciende y la corriente comienza a fluir a través del colector hasta el emisor (también conocido como como región saturada). Cuando un transistor está en un estado de polarización inversa o el pin de la base está conectado a tierra o no tiene voltaje, el transistor permanece apagado y no permite que la corriente fluya desde el colector al emisor (también conocida como región de corte).
Si el transistor es del tipo PNP, normalmente estará en estado ON, pero no perfectamente, por así decirlo, hasta que el pin de la base esté completamente conectado a tierra. Al conectar el pin de la base a tierra, el transistor estará en un estado de polarización inversa o conocido como estado conductor. A medida que se suministra energía al pin de la base, se detiene la conducción de corriente desde el colector al emisor y el transistor queda en un estado de corte o polarización directa.
Función del transistor Un transistor es un dispositivo semiconductor que se puede utilizar para amplificar y conmutar señales eléctricas. Las funciones de los transistores incluyen principalmente los siguientes aspectos:
Amplificación: los transistores pueden amplificar la señal de entrada al terminal de salida para lograr una amplificación de la señal. El efecto de amplificación de los transistores se puede utilizar en amplificadores, osciladores, moduladores y otros circuitos.
Función de conmutación: los transistores se pueden utilizar para controlar la conmutación de circuitos y realizar la función de conmutación de los circuitos. La función de conmutación de los transistores se puede utilizar en equipos electrónicos como computadoras, televisores y equipos de audio.
Función de detección: los transistores se pueden utilizar para detectar la presencia y el tamaño de señales eléctricas para lograr la función de detección de señales eléctricas. La función de detección de transistores se puede utilizar en equipos electrónicos como receptores de radio, televisores y radios.
Función de detección: los transistores se pueden utilizar para detectar la presencia y el tamaño de señales eléctricas para lograr la función de detección de señales eléctricas. La función de detección de transistores se puede utilizar en equipos electrónicos como receptores de radio, televisores y radios.
Modulación: Los transistores se pueden utilizar para modular la amplitud de frecuencia y la fase de las señales eléctricas para lograr la modulación de las señales eléctricas. La función de modulación de los transistores se puede utilizar en circuitos como moduladores, demoduladores y transmisiones de FM.
Regulación de la fuente de alimentación: en los circuitos de fuente de alimentación, se pueden usar transistores para estabilizar y regular el voltaje de la fuente de alimentación para garantizar que los dispositivos electrónicos reciban una fuente de alimentación estable.
Modulación de amplitud (AM): los transistores se pueden utilizar para modular y demodular señales moduladas en AM para transmisión de audio y voz en sistemas de radiodifusión y comunicaciones.
Moduladores y demoduladores: en los sistemas de comunicación, los transistores se pueden utilizar para modular (incrustar información en una onda portadora) y demodular (extraer información de la onda portadora) señales. Esta es una aplicación común en radio, televisión y comunicaciones inalámbricas.
Tres estados de funcionamiento de los transistores.
Corte: en este estado, el voltaje de entrada del transistor es bajo y no puede transferir corriente a la salida. La función de conmutación del transistor se realiza en este estado: al controlar el voltaje de entrada, el transistor se puede cambiar del estado de corte a otros estados de funcionamiento.
Estado de amplificación (activo): en este estado, el transistor puede amplificar señales pequeñas en señales de salida más grandes. Cuando el voltaje de entrada aumenta adecuadamente, el factor de amplificación del transistor también aumentará en consecuencia. El estado de amplificación es el estado de funcionamiento clave del transistor en el circuito de amplificación, y su estabilidad y confiabilidad son cruciales para el funcionamiento normal de los equipos electrónicos.
Saturación: en este estado, después de que el voltaje de entrada del transistor alcanza un cierto umbral, se producirá la saturación. En este momento, la corriente de salida del transistor alcanzará su valor máximo y no podrá seguir aumentando a medida que aumenta el voltaje de entrada. El estado de saturación se utiliza a menudo en circuitos digitales para implementar las funciones de los circuitos de puerta lógica.
Características de los transistores
Capacidad de amplificación: los transistores pueden amplificar señales de entrada débiles a señales de salida más grandes, logrando así la función de amplificación de señal.
Capacidad de conmutación: los transistores se pueden encender o apagar y pueden controlar el encendido y apagado del circuito, realizando así las funciones de varios circuitos lógicos.
Alta impedancia de entrada: la impedancia de entrada del transistor es muy alta, lo que puede reducir el efecto de carga del circuito y la influencia de la fuente de señal de entrada.
Tamaño pequeño: El tamaño del transistor es muy pequeño y se puede integrar en el chip, reduciendo considerablemente el tamaño y el peso del circuito.
Alta confiabilidad: el transistor tiene una larga vida útil, alta confiabilidad y puede funcionar normalmente en un amplio rango de temperaturas.
Velocidad de operación rápida: la velocidad de conmutación de los transistores es muy rápida, lo que puede realizar circuitos de alta frecuencia y circuitos digitales de alta velocidad.
Bajo consumo de energía: Los transistores consumen muy poca energía y pueden funcionar durante largos períodos de tiempo en dispositivos que funcionan con baterías.
Fácil de controlar: el estado de funcionamiento del transistor se puede realizar controlando el voltaje o la corriente. El circuito de control es simple y fácil de realizar el control automático.
Buena estabilidad de temperatura: el rendimiento del transistor se ve menos afectado por los cambios de temperatura y tiene buena estabilidad de temperatura.
Bajo voltaje de funcionamiento: el voltaje de funcionamiento de los transistores es muy bajo y puede utilizarse en dispositivos de bajo voltaje.
Alta integración de chips: los transistores pueden integrarse altamente mediante tecnología de circuitos integrados, y se pueden implementar múltiples transistores y otros dispositivos electrónicos en chips pequeños.
Bajo costo: Los transistores son baratos de fabricar y fáciles de producir y aplicar en masa.
Fuerte controlabilidad: los transistores pueden ajustar y controlar el rendimiento del circuito cambiando el tamaño y la forma de las señales de control.
Fuerte capacidad antiinterferencia: el trabajo del transistor no se verá afectado por ruidos e interferencias externos, y tiene una fuerte capacidad antiinterferencia.Alta confiabilidad: el proceso de fabricación y la tecnología de prueba del transistor se mejoran continuamente, y la confiabilidad y estabilidad se mejoran continuamente.
En general, los transistores son uno de los componentes básicos de la tecnología electrónica moderna y son cruciales para el control de circuitos y el procesamiento de señales.