Transistor Explicado - Cómo Funcionan los Transistores

Summary

Este video ofrece una visión detallada del transistor, uno de los dispositivos electrónicos más importantes jamás inventados. Se explica que los transistores, disponibles en formas y tamaños variados y principalmente de dos tipos (bipolares y de efecto de campo), actúan como interruptores y amplificadores de señales en circuitos electrónicos. Los transistores de bajo poder están protegidos en una carcasa de resina, mientras que los de alta potencia requieren de una carcasa parcialmente metálica para disipar el calor generado. Seguidamente, se describe la estructura de un transistor, con sus tres pines principales: emisor, base y colector. A través de ejemplos prácticos, se demuestra cómo un transistor puede controlar una luz con una pequeña señal en la base, amplificando así una señal más grande en el circuito principal. Además, se explora la diferencia entre los transistores NPN y PNP, y cómo funcionan internamente, utilizando la analogía del flujo de agua y la explicación de los electrones y la dopación en semiconductores. Finalmente, se ofrecen recursos para continuar el aprendizaje en ingeniería electrónica y se invita a seguir las redes sociales de la plataforma.

Takeaways

• 📡 Los transistores son dispositivos electrónicos cruciales, venidos en muchas formas y tamaños, y se dividen principalmente en dos tipos: bipolares y de efecto de campo.
• 🔩 Los transistores tienen dos funciones principales: actuar como interruptor para controlar circuitos y amplificar señales.
• 🌡 Para disipar el calor generado en transistores de alta potencia, se utilizan carcasa parcialmente metálica y se suelen adjuntar a disipadores de calor.
• 🔍 Los transistores tienen tres pines etiquetados E (emisor), B (base) y C (colector), cuya configuración puede variar según el modelo.
• 🤖 Los transistores se pueden controlar con una pequeña señal en la base para permitir el flujo de corrientes más grandes en el circuito principal.
• 📶 Un pequeño cambio en la tensión en la base del transistor puede causar un gran cambio en el circuito principal, actuando como amplificador.
• 📈 El ganancia de corriente, representada por el símbolo beta, es la relación entre la corriente del colector y la de la base, y se encuentra en la hoja de datos del fabricante.
• 🔋 Existen dos tipos principales de transistores bipolares: NPN y PNP, que difieren en la dirección del flujo de corrientes y la conexión a la batería.
• 🔵🔴 Los diagramas eléctricos representan transistores con símbolos donde la flecha señala en la dirección del corriente convencional, indicando cómo conectarlos en los circuitos.
• ⚙️ La función de un transistor se puede entender comparándola con el flujo de agua a través de una tubería controlado por una compuerta.
• ⚛️ Los electrones son los portadores de la electricidad en los conductores, y su flujo se designa como corriente convencional desde el polo positivo hacia el negativo.
• 💠 Los semiconductores, como el silicio, se pueden doplar para cambiar sus propiedades eléctricas y formar la unión PN para crear transistores.

Q & A

¿Qué es un transistor y cuáles son sus dos principales funciones?

Un transistor es un componente electrónico pequeño que puede actuar como un interruptor para controlar circuitos y también amplificar señales.

¿Cuáles son los dos tipos principales de transistores?

Los dos tipos principales de transistores son el bipolar y el de efecto de campo (field effect).

¿Por qué se utilizan disipadores de calor en los transistores de alta potencia?

Los disipadores de calor se utilizan para ayudar a eliminar el calor generado por los transistores de alta potencia, lo que previene el daño a los componentes a lo largo del tiempo.

¿Cómo se identifican las pines de un transistor?

Las tres pines de un transistor están etiquetados como E (emisor), B (base) y C (colector). En los tipos de transistor con cuerpo de resina, el borde plano indica el emisor a la izquierda, la base en el medio y el colector a la derecha.

¿Cómo funciona un transistor como interruptor?

Un transistor bloquea el flujo de corriente cuando no se proporciona voltaje a la base. Al proporcionar una pequeña cantidad de voltaje a la base, el transistor comienza a permitir que el flujo de corriente pase por el circuito principal, encendiendo así una luz o activando un dispositivo.

¿Cuál es la relación entre la corriente en la base y la corriente en el colector, y cómo se conoce?

La relación entre la corriente en la base y la corriente en el colector se conoce como la ganancia de corriente y se representa con el símbolo beta. Esta relación se puede encontrar en la hoja de datos del fabricante.

¿Cuáles son las dos variedades principales de transistores bipolares y cómo se diferencian?

Las dos variedades principales de transistores bipolares son el NPN y el PNP. A pesar de que visualmente pueden ser muy similares, se diferencian verificando el número de parte para determinar su configuración y polaridad.

¿Cómo se representan los transistores en los diagramas eléctricos?

Los transistores se representan en los diagramas eléctricos con símbolos que tienen una flecha que apunta hacia el emisor, lo que indica la dirección de la corriente convencional para saber cómo conectarlos en los circuitos.

¿Cómo funciona un transistor NPN y cómo se diferencia de un transistor PNP?

Un transistor NPN permite que la corriente fluya cuando se aplica voltaje a la base, mientras que en un transistor PNP, la corriente fluye hacia afuera de la base y regresa a la batería. La corriente en un transistor NPN se combina, mientras que en un transistor PNP, la corriente se divide.

¿Cómo se forma la unión PN (yacente a positivo) en un transistor y qué ocurre en esta?

La unión PN se forma al combinar materiales de semiconductores de tipo N (con exceso de electrones) y tipo P (con falta de electrones). En la región de la unión PN, se crea una zona de despoblación donde se forma una barrera debido a la migración de electrones y huecos, creando un campo eléctrico que impide que más electrones se muevan a través.

¿Cómo afecta la dopación en el funcionamiento de un transistor y cuáles son los tipos de dopación?

La dopación afecta el funcionamiento de un transistor al cambiar las propiedades eléctricas del silicono. Existen dos tipos de dopación: P tipo, donde se agrega un material como el aluminio que tiene electrones insuficientes, creando huecos, y N tipo, donde se agrega un material como el fósforo que tiene electrones adicionales, lo que permite que los electrones sean libres de moverse.

¿Por qué se dice que los electrones fluyen de manera opuesta a la corriente convencional y quién lo demostró?

Se dice que los electrones fluyen de manera opuesta a la corriente convencional porque, a pesar de que en el diseño de circuitos se asume que la corriente fluye desde el polo positivo, en realidad los electrones fluyen desde el polo negativo. Esto fue demostrado por Joseph Thomson, quien realizó experimentos para descubrir el electrón y también probar que fluían en la dirección opuesta.