Fundamentos de Electrónica: Transistores, Amplificadores Operacionales y Señales

Transistor Bipolar

El transistor bipolar es un componente electrónico constituido por un cristal semiconductor con tres regiones: dos regiones tipo N y una región tipo P entre ellas, o bien, dos regiones tipo P y una tipo N.

Regiones del Transistor

• Emisor: Región encargada de emitir los portadores de carga.
• Base: Región que controla el flujo de portadores de carga.
• Colector: Región que capta los portadores de carga emitidos por el emisor.

Zonas de Trabajo

En la zona activa, el emisor y la base se polarizan en directa, mientras que la base y el colector se polarizan en inversa. Esta configuración se utiliza para amplificar señales. La circulación de electrones ocurre en el sentido de emisor a colector, siendo la base la encargada de controlar dicho flujo.

Amplificador Operacional

El amplificador operacional (Op-Amp) es un circuito integrado formado por varias etapas amplificadoras conectadas entre sí. Posee una ganancia elevada y presenta características ideales como amplificador de tensión: ganancia de tensión muy alta, impedancia de entrada muy elevada e impedancia de salida muy pequeña.

Cuenta con dos entradas de señal denominadas inversora y no inversora.

Modos de Trabajo

• Lazo abierto (sin realimentación): Cuando la tensión en la entrada inversora aumenta, la tensión de salida disminuye. Se utiliza principalmente como comparador de tensión.
• Lazo cerrado (con realimentación negativa): Una parte de la señal de salida se aplica a la entrada inversora. Se utiliza como amplificador de ganancia constante.
• Lazo cerrado (con realimentación positiva): Una parte de la señal de salida se aplica a la entrada no inversora. Se utiliza para generar niveles de tensión que sigan rápidamente las variaciones de la entrada.

Señales: Ruido y Distorsión

Ruido

Consiste en una fluctuación de una señal producida por variaciones internas en el sistema o por efectos externos.

Distorsión

Es la deformación que sufre una señal de salida de un amplificador con respecto a la señal de entrada; es decir, la amplitud, la frecuencia y la fase sufren alteraciones.

Osciloscopio

Es el instrumento fundamental para la visualización de señales, especialmente cuando se desea conocer la pureza, la distorsión o la forma de una señal determinada. Consta de una pantalla y los controles necesarios para ajustar la visualización de manera precisa.