Fundamentos de Transistores, Electrónica Digital y Circuitos Integrados

Transistores: Componentes Esenciales

Los transistores son componentes presentes en todos los aparatos electrónicos. Están formados por tres capas de material semiconductor, donde cada una de estas capas va unida a un terminal. Los terminales reciben el nombre de base, colector y emisor. Según la posición del transistor, existen dos tipos: NPN y PNP.

Funcionamiento

El transistor puede funcionar como interruptor o como amplificador, según la zona de trabajo en la que se encuentre:

• Interruptor: Funciona en la zona de corte o en la zona de saturación.
• Amplificador: Funciona si se encuentra en la zona activa.

Uso del Transistor como Amplificador

• Detector de humedad: El agua es conductora de la electricidad pero ofrece una alta resistencia. Esta propiedad nos permite diseñar un circuito que nos avise cuando un depósito está lleno.

Electrónica Digital

Los equipos electrónicos trabajan con señales eléctricas, que pueden ser analógicas o digitales:

• Analógicas: Señales de valores continuos en las que, para pasar de un valor a otro, se toman todos los valores intermedios.
• Digitales: Señales que toman un número discreto de valores. El sistema solo trabaja con dos dígitos: el 0 y el 1.

George Boole y el Álgebra Binaria

George Boole creó el álgebra que trabaja con dos elementos, el 1 y el 0, es decir, el sistema binario. Mucho tiempo después, esta álgebra ha servido para resolver problemas tecnológicos. Sus propiedades son:

• Conmutativa
• Distributiva
• Asociativa

Puertas Lógicas

Son circuitos electrónicos especializados en realizar operaciones booleanas. Las puertas lógicas básicas corresponden a las operaciones del álgebra de Boole:

• AND: Producto
• OR: Suma
• NOT: Negación
• NAND: Negación del producto
• NOR: Negación de la suma

Circuitos Integrados

Son circuitos miniaturizados que integran miles de componentes electrónicos, como transistores y diodos. Son dispositivos de proceso porque generan una respuesta eléctrica cuando reciben señales también eléctricas.

Características

• Realizan operaciones lógicas.
• Tienen patillas, es decir, terminales de los distintos dispositivos electrónicos que tienen integrados.
• Necesitan ser alimentados con tensión para funcionar.
• Se identifican con un número y una muesca.

Ejemplos de Circuitos Integrados

• Reguladores de tensión
• Puertas lógicas
• Amplificadores operacionales
• 555 (temporizador)