Fundamentos de Diodos y Transistores: Características, Tipos y Principios de Funcionamiento

Características de Funcionamiento del Diodo

El diodo es un componente semiconductor que permite el flujo de corriente en una sola dirección.

• Polarización Directa: Si se utiliza silicio (Si) como material semiconductor, un diodo conduce siempre que la tensión a la que está sometido sea superior a 0,6 V.
• Polarización Inversa: Un diodo polarizado inversamente no conduce, independientemente de la tensión a la que esté sometido (hasta alcanzar la tensión de ruptura).

Diodo Zener: Funcionamiento en Polarización Inversa

A diferencia de los diodos rectificadores comunes, el diodo Zener trabaja siempre en polarización inversa. Conduce si el voltaje que lo alimenta sobrepasa un determinado valor característico de cada diodo Zener, denominado tensión de ruptura.

El Diodo LED (Light Emitting Diode)

Es un diodo que, al ser polarizado directamente, permite el paso de intensidad y produce luz. La luz que emite un diodo LED puede ser de diferentes colores (rojo, verde, ámbar, etc.). Generalmente, trabaja con tensiones de alrededor de 2 V.

Introducción al Transistor Bipolar (BJT)

El transistor es un componente electrónico básico constituido por la unión de dos diodos en una zona central común.

Composición y Tipos de Transistores

Un transistor presenta tres zonas de semiconductores extrínsecos, dando lugar a dos configuraciones principales:

• Transistor formado por la unión de las tres zonas según el orden P-N-P.
• Transistor formado por la unión de las tres zonas según el orden N-P-N.

Terminales del Transistor

Las tres conexiones del transistor se denominan:

• La conexión central: Base (B).
• La conexión en la que aparece la flecha: Emisor (E).
• La tercera conexión: Colector (C).

Principio de Funcionamiento y Amplificación

El transistor actúa como un interruptor o amplificador controlado por corriente:

• Conducción: Siempre que circule intensidad por la Base del transistor ($I_B$), circulará otra intensidad, mucho mayor, a través del Colector y Emisor ($I_C$).
• Corte: En caso de no circular corriente por la Base, por muy alta que sea la tensión entre Colector y Emisor, no circulará corriente entre ellos.

Condiciones de Activación (Polarización)

• Un transistor PNP conducirá siempre que la Base sea negativa respecto del Emisor.
• Un transistor NPN conducirá siempre que la Base sea positiva respecto del Emisor.

Aplicación: El Transistor como Interruptor Electrónico

Una de las aplicaciones fundamentales del transistor es su utilización como interruptor, emulando la función de un relé electromagnético.

Comparación Funcional con un Relé Electromagnético

Relé Electromagnético

Se permite el paso de intensidad a través de los contactos 30 y 87 siempre que haya corriente entre los contactos 85 y 86. La intensidad que circula por 30-87 es superior a la que circula por 85-86.

Transistor

Se permite el paso de intensidad entre el Colector y Emisor ($I_C$) siempre que haya corriente entre la Base y el Emisor ($I_B$). La intensidad que circula por el Colector y Emisor es unas cien veces superior a la que circula por la Base (dependiendo del factor de amplificación $\beta$).