Funcionamiento de transistores

Como ya se ha explicado previamente, los transistores bipolares están construidos por la unión de 3 cristales semiconductores: 2 N y 1 P (en el caso de transistores NPN), o 2 P y 1 N (en el caso de transistores PNP) y a cada uno de estos cristales se le da un nombre: Emisor, Base y Colector.

Podemos polarizar la unión Base-Colector del transistor de forma inversa, conectando el polo positivo de una pila (VCC) al terminal Colector (cristal Negativo) y el polo negativo de la pila al terminal Base (cristal Positivo).

Entonces los electrones del colector son atraídos hacia el polo positivo de la pila y los huecos de la base hacia el polo negativo de la pila.

Como consecuencia, la diferencia de potencial en la unión Base - Colector aumenta hasta que se iguala con la diferencia de potencial de la pila y no se produce prácticamente circulación de corriente eléctrica.

Ahora podemos polarizar la unión Base - Emisor del transistor de forma directa, conectando otra pila (VEE), de menor voltaje que la anterior, cuyo polo positivo vaya a la Base (cristal Positivo) y su polo negativo al Emisor (cristal Negativo).

En este último caso la pila VEE inyecta electrones en el Emisor, empujándolos hacia la Base. Cuando la diferencia de potencial de la pila supera la diferencia de potencial de la unión Emisor - Base (0,3 V en el caso del Germanio, o 0,7 V en el caso del Silicio), los electrones terminan por entrar en la Base, creándose una corriente eléctrica de Emisor (IE) hacia la Base.

Como la unión Base - Colector está polarizada de forma inversa, los huecos de la Base atraen a los electrones del Emisor y aunque algunos salen de la Base hacia las pilas (corriente de Base, IB), la gran mayoría de ellos pasan al Colector atravesando la unión Base - Colector. 

Los electrones finalmente salen del transistor por el Colector (corriente de Colector, IC), atraídos por el polo positivo de la pila VCC, la cual es de mayor voltaje que VEE. 

Este es el sentido real de la corriente, pero normalmente se usa el sentido inverso, considerado como el sentido convencional de la corriente.

Se puede observar que con una pequeña corriente de Base podemos conseguir unas corrientes de Colector y de Emisor mucho mayores. 

Además, si aumentamos, o disminuimos la corriente de Base, también aumentamos o disminuimos las corrientes de Colector y de Emisor, por lo que podemos decir que con una pequeña corriente de Base podemos controlar unas corrientes de Colector y de Emisor de unas intensidades mucho mayores.

Éste es el efecto amplificador de un transistor. De tal forma que si aplicamos una señal "alterna" a la entrada de un amplificador, formado por un transistor adecuadamente polarizado con sus fuentes de alimentación y sus resistencias y con sus condensadores que eliminen la corriente continua, obtendremos un señal "alterna" de salida, con similares características a la de entrada, pero amplificada.

Observar que el transistor está colocado de tal forma que el Emisor es terminal común a la entrada (terminal de la Base) y a la salida (terminal del Colector) de la señal.

Dicho posicionamiento se denomina configuración en Emisor Común.

Por último, decir que la corriente de Colector es la suma de la pequeña corriente de Base y la corriente de Emisor.

                                              IC = IB + IE

Y se denomina ganancia de corriente (𝛃) a la relación entre la corriente de colector obtenida a la salida y la corriente de base que se aplica a la entrada.

                                                            

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