Fundamentos de Diodos y Transistores Bipolares: Componentes Electrónicos Esenciales

Diodo

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.

Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor, como el silicio, con impurezas añadidas para crear dos regiones:

• Una región que contiene portadores de carga negativa (electrones), llamada semiconductor de tipo n.
• Una región en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamada semiconductor de tipo p.

Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado unión PN, es donde reside la importancia del diodo.

El cristal conduce una corriente de electrones del lado n (conocido como cátodo) al lado p (conocido como ánodo), pero no en la dirección opuesta. Es decir, la corriente convencional fluye del ánodo al cátodo (en dirección opuesta al flujo de los electrones).

Transistor Bipolar (BJT)

Un transistor bipolar (BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.

Un transistor de unión bipolar está formado por dos uniones PN en un solo cristal semiconductor, separadas por una región muy estrecha. De esta manera, quedan formadas tres regiones:

• Emisor: Se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.
• Base: La intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
• Colector: De extensión mucho mayor.

Un transistor NPN podría considerarse como dos uniones PN en serie, pero debido a la pequeña anchura de la base, las dos uniones interactúan entre sí, produciéndose lo que se conoce como efecto transistor:

Al polarizarse directamente, se inyectan electrones desde el emisor a la base, donde son minoritarios. Estos tienden a difundirse a través de la base y a recombinarse con sus huecos. Puesto que la anchura de la base es muy pequeña comparada con la longitud de difusión de los electrones, una gran cantidad de estos llegarán hasta la unión base-colector.

Si la unión base-colector se encuentra polarizada inversamente, los electrones serán arrastrados, constituyendo una corriente de colector.

Las zonas de trabajo del transistor BJT son:

• Activa: Es la más común en aplicaciones analógicas, ya que se obtienen grandes ganancias.