Un transistor es un dispositivo semiconductor que permite controlar una corriente o tensión mediante otra señal.
Si tuviéramos que elegir uno de los inventos más importantes del siglo XX, el transistor estaría sin duda en la lista.
Antes de su invención (1947), los ordenadores ocupaban habitaciones enteras y usaban válvulas de vacío que se calentaban y fundían como bombillas. Hoy, gracias al transistor, llevas miles de millones de ellos en tu bolsillo dentro de tu smartphone.
Pero, ¿qué es exactamente y por qué ha cambiado tanto la tecnología? En esta entrada vamos a entender su concepto fundamental, olvidándonos por un momento de fórmulas y tipos.
La analogía del grifo
La mejor forma de entender un transistor es imaginarlo como un grifo de agua.
En un grifo tenemos tres partes:
- La tubería de entrada: por donde llega el agua a presión.
- La tubería de salida: por donde sale el agua.
- La llave de paso: el mando que giramos con la mano para controlar el caudal.
Un transistor hace exactamente lo mismo, pero con electrones en lugar de agua.
- Tenemos una entrada de corriente.
- Tenemos una salida de corriente.
- Y tenemos una terminal de control.
La diferencia es que la “mano” que gira la llave es una señal eléctrica.
El transistor nos permite controlar una corriente grande usando una señal eléctrica muy pequeña.
Las tres patas
En los BJT y MOSFET discretos más habituales encontramos tres terminales:
- Base, colector y emisor en un BJT.
- Puerta, drenador y fuente en un MOSFET.
Si lo aplicamos a nuestra analogía:
Entrada de energía (colector / drenador): por donde entra la corriente principal que queremos controlar (el agua de la red).
Salida de energía (emisor / fuente): por donde sale la corriente hacia nuestra carga (motor, LED, etc).
Control (base / puerta): es la “llave”. Aplicando una pequeña tensión o corriente aquí, abrimos o cerramos el paso entre las otras dos.
Los dos modos de trabajo
Dependiendo de cómo manejemos esa “llave”, el transistor puede trabajar de dos formas muy distintas. Esta diferencia separa su uso como interruptor de su uso como amplificador.
Como interruptor
Aquí usamos el transistor a lo bruto: o todo, o nada.
- Corte (
OFF): el transistor apenas conduce. - Conducción (
ON): buscamos la menor caída de tensión posible para la corriente de carga.
En un BJT llamamos saturación a la región utilizada normalmente para el estado ON. En un MOSFET de potencia como interruptor buscamos la región óhmica con un
Este es el modo que usamos en microcontroladores y Arduino. Cuando enciendes un relé o un LED desde un pin digital, estás usando el transistor como un interruptor estático. Es la base de los ordenadores (binario).
Como amplificador
Aquí somos más sutiles. En lugar de abrir la llave del todo, la dejamos a medio abrir. Si movemos la llave un poquito, el chorro de agua cambia proporcionalmente.
- Si aplicamos una señal pequeña (como la señal eléctrica de un micrófono) a la pata de control, el transistor replicará esa misma forma de onda en la salida, pero con mucha más corriente.
- Hemos convertido una señal débil en una fuerte. Hemos amplificado.
Este es el modo que usamos en audio y radio.
¿Por qué hay tantos tipos?
Si miras un catálogo, verás miles de transistores. Pero todos se agrupan en dos grandes tecnologías que dominan el mercado y que veremos en los próximos artículos:
- BJT (Transistor de Unión Bipolar): los clásicos (NPN y PNP). Se controlan mediante corriente. Son robustos y baratos, pero consumen un poco de energía para mantenerse encendidos.
- MOSFET (Transistor de Efecto de Campo): los modernos. Se controlan mediante tensión. Son ultra-eficientes y rápidos. Son los que se usan dentro de los procesadores y para controlar grandes potencias.
Antiguamente el BJT era el rey. Hoy en día, el MOSFET domina casi toda la electrónica de potencia y digital. Pero el BJT sigue siendo muy útil para tareas sencillas y amplificación de señal pequeña.
