Transistor de unión bipolar (BJT): ¿Qué es y cómo funciona?

Se el primero en calificar

Ultima edición el 21 septiembre, 2023

El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, es uno de los componentes electrónicos más importantes y utilizados en la actualidad. Este dispositivo es capaz de amplificar señales eléctricas y controlar el flujo de corriente en un circuito. En esta presentación, exploraremos en detalle qué es un BJT, cómo funciona y cuáles son sus principales aplicaciones en la electrónica moderna. Acompáñanos en este recorrido por uno de los elementos fundamentales de la electrónica.

:

Transistor de unión bipolar (BJT): ¿Qué es y cómo funciona?

El transistor de unión bipolar (BJT, por sus siglas en inglés) es un dispositivo semiconductor que permite controlar el flujo de corriente eléctrica. Es uno de los componentes más importantes en la electrónica moderna y se utiliza en una gran variedad de dispositivos, desde amplificadores de sonido hasta computadoras.

¿Cómo funciona un BJT?

El BJT consta de tres regiones de material semiconductor: la región de emisor, la región de base y la región de colector. La base está situada entre el emisor y el colector, y está dopada con impurezas que le dan una carga positiva o negativa.

Cuando se aplica una corriente eléctrica al emisor, los electrones se mueven hacia la base, creando una corriente de base. Estos electrones son atraídos por las impurezas dopantes de la base, lo que hace que se acumulen y formen una capa de carga positiva. Esta capa de carga positiva actúa como un «puente» para que los electrones puedan fluir desde el emisor hasta el colector.

La corriente de base controla el flujo de electrones que pasan del emisor al colector. Si se aumenta la corriente de base, se permitirá un mayor flujo de electrones, lo que aumentará la corriente de colector. Si se reduce la corriente de base, el flujo de electrones se reducirá y la corriente de colector disminuirá.

Tipos de BJT

Existen dos tipos principales de BJT: NPN y PNP. La diferencia entre ellos radica en la polaridad de las impurezas dopantes de la base. En un BJT NPN, la base está dopada con impurezas negativas, mientras que en un BJT PNP, la base está dopada con impurezas positivas.

BJT NPN

En un BJT NPN, la corriente fluye del emisor al colector a través de una capa de material semiconductor tipo P. La capa de material tipo N que forma la base se encuentra en medio del emisor y el colector. Cuando se aplica una corriente eléctrica al emisor, los electrones se mueven hacia la base, creando una corriente de base que controla el flujo de electrones del emisor al colector.

BJT PNP

En un BJT PNP, la corriente fluye del colector al emisor a través de una capa de material semiconductor tipo N. La capa de material tipo P que forma la base se encuentra en medio del colector y el emisor. Cuando se aplica una corriente eléctrica al emisor, los electrones son atraídos hacia la base, creando una corriente de base que controla el flujo de electrones del colector al emisor.

Aplicaciones del BJT

El BJT se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, como:

  • Amplificadores de sonido
  • Amplificadores de radiofrecuencia
  • Circuitos de conmutación
  • Reguladores de voltaje
  • Circuitos integrados

Se compone de tres regiones de material semiconductor: la región de emisor, la región de base y la región de colector. Existen dos tipos principales de BJT: NPN y PNP. El BJT se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, desde amplificadores de sonido hasta circuitos integrados.

Características del transistor de unión bipolar.

El transistor de unión bipolar (BJT) es un dispositivo electrónico utilizado en circuitos electrónicos para amplificar y conmutar señales eléctricas. El BJT tiene tres regiones de material semiconductor dopado con impurezas: la base, el colector y el emisor.

Características principales del BJT:

  • Amplificación: El BJT es un dispositivo amplificador de corriente y voltaje, lo que lo hace útil en aplicaciones de amplificación de señal.
  • Conmutación: El BJT también se puede utilizar para conmutar señales eléctricas, lo que lo hace útil en aplicaciones de control de encendido y apagado.
  • Corriente de base: La corriente de base es la corriente que fluye a través de la base del BJT. Esta corriente controla la corriente que fluye desde el colector hasta el emisor.
  • Ganancia de corriente: La ganancia de corriente del BJT es la relación entre la corriente de colector y la corriente de base. Esta relación puede ser muy alta, lo que permite una gran amplificación de señal.
  • Polarización: El BJT debe estar polarizado correctamente para funcionar correctamente. La polarización se refiere a la aplicación de voltajes específicos a las terminales del BJT.
Te interesará:  JK Flip Flop: ¿Qué es? (Tabla de verdad y diagrama de tiempos)

Ejemplo de funcionamiento del BJT:

Supongamos que queremos amplificar una señal de audio para enviarla a un altavoz. Podemos utilizar un BJT en configuración de amplificador de clase A para amplificar la señal de audio.

La señal de audio se aplica a la base del BJT, lo que causa una corriente de base. Esta corriente de base controla la corriente que fluye desde el colector hasta el emisor. Como resultado, la señal de audio se amplifica y se puede enviar al altavoz.

Es importante tener en cuenta que el BJT debe estar polarizado correctamente para que funcione correctamente. Si la polarización es incorrecta, el BJT no funcionará como se espera y puede dañarse.

Conclusiones:

El transistor de unión bipolar es un dispositivo electrónico versátil que se puede utilizar para amplificar y conmutar señales eléctricas. Es importante conocer las características del BJT y cómo funciona para poder utilizarlo de manera efectiva en aplicaciones electrónicas.

Tipos de transistores de unión bipolar.

Los transistores de unión bipolar (BJT, por sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos que se utilizan para amplificar y controlar la corriente eléctrica. Son uno de los componentes más importantes de la electrónica y se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, desde los amplificadores de audio hasta los sistemas de control de motores.

Los BJT se dividen en tres tipos principales:

Transistor NPN

  • Este tipo de transistor tiene una región de material tipo N en el centro, rodeada por dos regiones de material tipo P.
  • La corriente fluye desde la región emisor (E) a la región colector (C), pasando por la región base (B).
  • Cuando se aplica una corriente a la base (B), se produce una corriente mayor en el colector (C), lo que permite amplificar la señal.
  • Se utiliza en aplicaciones de baja potencia y alta frecuencia, como en los amplificadores de radio y televisión.

Transistor PNP

  • Este tipo de transistor tiene una región de material tipo P en el centro, rodeada por dos regiones de material tipo N.
  • La corriente fluye desde la región colector (C) a la región emisor (E), pasando por la región base (B).
  • Cuando se aplica una corriente a la base (B), se produce una corriente mayor en el colector (C), lo que permite amplificar la señal.
  • Se utiliza en aplicaciones de baja potencia y alta frecuencia, como en los amplificadores de radio y televisión.

Transistor Darlington

  • Este tipo de transistor está formado por dos transistores NPN o PNP conectados en cascada.
  • La corriente fluye desde la región emisor (E) del primer transistor al colector (C) del segundo transistor, y luego al emisor (E) del segundo transistor.
  • El Darlington tiene una ganancia de corriente mucho mayor que un transistor individual.
  • Se utiliza en aplicaciones de baja señal y alta potencia, como en los sistemas de control de motores.

Los tres tipos principales de BJT son el NPN, el PNP y el Darlington, cada uno con sus propias características y aplicaciones específicas.

Función de los transistores de unión bipolar.

Los transistores de unión bipolar (BJT, por sus siglas en inglés) son dispositivos semiconductores que se utilizan para amplificar o cambiar señales eléctricas. Estos transistores constan de tres capas de material semiconductor: una capa de tipo p (positivo), una capa de tipo n (negativo) y otra capa de tipo p (positivo) en el medio.

¿Cómo funciona un transistor de unión bipolar?

Un BJT funciona como una especie de interruptor controlado por una corriente de entrada. Cuando se aplica una corriente a la base del transistor, se crea una corriente mayor en el colector del transistor. Esto se debe a que la corriente de entrada activa una corriente mayor de electrones que fluyen desde la base hasta el colector, lo que permite que la corriente fluya a través del transistor.

La corriente que fluye a través del transistor se controla mediante una pequeña corriente de entrada, lo que permite que el BJT sea utilizado como un amplificador de señal. Esto significa que una señal de entrada pequeña puede ser amplificada a una señal de salida mucho más grande.

Funciones de los transistores de unión bipolar

Los transistores de unión bipolar tienen varias funciones importantes en los circuitos electrónicos. Aquí hay algunas de las funciones más comunes de los BJT:

  • Amplificación de señales: como se mencionó anteriormente, los BJT pueden utilizarse para amplificar señales eléctricas.
  • Conmutación: los BJT también pueden utilizarse como interruptores electrónicos para controlar el flujo de corriente en un circuito.
  • Regulación de voltaje: los BJT pueden utilizarse para regular la tensión en un circuito, lo que es útil para proteger los componentes de voltajes demasiado altos.
  • Generación de señales: los BJT también pueden utilizarse para generar oscilaciones de señal en un circuito, lo que es útil para la generación de señales de radiofrecuencia.

Gracias a su capacidad para amplificar señales, controlar el flujo de corriente y regular la tensión, los BJT se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde pequeños circuitos integrados hasta grandes sistemas de comunicaciones.

¿Cómo se conectan los transistores de unión bipolar?

Los transistores de unión bipolar (BJT) son dispositivos electrónicos que se utilizan para amplificar o conmutar señales eléctricas. Están compuestos por tres capas de material semiconductor: una capa de tipo p, una capa de tipo n y otra capa de tipo p. La capa central es la base, mientras que las capas exteriores son el emisor y el colector.

Te interesará:  Leyes de la iluminación (explicación y fórmulas)

En un circuito, los transistores BJT se conectan de diferentes maneras para cumplir diferentes funciones. A continuación, se explican algunas de las formas más comunes de conexión:

1. Configuración de emisor común:

En esta configuración, el emisor está conectado a tierra, la base se conecta a la entrada del circuito y el colector se conecta a la carga. Esta configuración se utiliza para amplificar señales de bajo nivel.

Ejemplo: Un micrófono se conecta a la base del transistor, mientras que el altavoz se conecta al colector.

2. Configuración de colector común:

En esta configuración, el colector se conecta a tierra, la base se conecta a la entrada del circuito y el emisor se conecta a la carga. Esta configuración se utiliza para amplificar señales de alto nivel.

Ejemplo: Un sensor de temperatura se conecta a la base del transistor, mientras que una bombilla se conecta al emisor.

3. Configuración de base común:

En esta configuración, la base se conecta a tierra, el emisor se conecta a la entrada del circuito y el colector se conecta a la carga. Esta configuración se utiliza para amplificar señales de voltaje alto.

Ejemplo: Una antena de radio se conecta al emisor del transistor, mientras que un amplificador se conecta al colector.

Estas son solo algunas de las formas en que se pueden conectar los transistores BJT en un circuito. Dependiendo del diseño del circuito y de la función que se quiera cumplir, se pueden utilizar otras configuraciones, como la configuración Darlington o la configuración Sziklai.

Principio de funcionamiento de los transistores de unión bipolar.

El Transistor de unión bipolar (BJT) es un componente electrónico que permite controlar el flujo de corriente en un circuito. Su principio de funcionamiento se basa en la modulación de la corriente que fluye a través de dos regiones semiconductores dopadas con diferentes tipos de impurezas (tipo P y tipo N), separadas por una zona base estrecha y más ligera.

¿Cómo funciona?

El BJT tiene tres terminales: emisor, colector y base. El emisor está dopado con impurezas de tipo N, mientras que el colector está dopado con impurezas de tipo P. En el centro se encuentra la base, que es una zona estrecha y ligera dopada con impurezas de tipo P.

Cuando se aplica una corriente positiva en la base (a través de una fuente de alimentación, por ejemplo), se produce una corriente de electrones que fluye desde el emisor (que tiene una carga negativa) hacia la base. Esta corriente se conoce como corriente de base.

Si la corriente de base es suficientemente grande, los electrones pueden atravesar la zona base y llegar al colector. Allí, se combinan con huecos (cargas positivas) en el material semiconductores y, como resultado, se produce una corriente de colector.

La relación entre la corriente de base y la corriente de colector se puede controlar mediante la tensión aplicada en la base. Si se aumenta esta tensión, la corriente de base también aumentará, lo que a su vez aumentará la corriente de colector. Esta relación se puede describir mediante la ecuación:

IC = βIB

Donde IC es la corriente de colector, IB es la corriente de base y β es un parámetro conocido como «ganancia de corriente». Esta ganancia se puede ajustar mediante el diseño del transistor y puede variar entre varios cientos y varios miles.

Aplicaciones

Los transistores de unión bipolar se utilizan en una gran variedad de aplicaciones electrónicas, como amplificadores de señal, osciladores, interruptores y fuentes de alimentación. También se utilizan en circuitos integrados, donde se pueden integrar varios transistores en un mismo chip para formar circuitos más complejos.

Por ejemplo, se pueden utilizar transistores de unión bipolar para amplificar señales de audio en un amplificador de alta fidelidad. En este caso, la señal de audio se aplica a la base del transistor y se amplifica en la corriente de colector. La ganancia de corriente del transistor permite amplificar la señal sin distorsión y sin agregar ruido al circuito.

Su principio de funcionamiento se basa en la modulación de la corriente a través de dos regiones semiconductores dopadas con diferentes tipos de impurezas, separadas por una zona base estrecha y más ligera.

Aplicaciones de los transistores de unión bipolar.

Los transistores de unión bipolar, también conocidos como BJT por sus siglas en inglés, son dispositivos electrónicos que se utilizan para amplificar y conmutar señales eléctricas. A continuación, te explicamos algunas de las aplicaciones más comunes de los transistores de unión bipolar:

Amplificación de señales:

Uno de los usos más frecuentes de los transistores de unión bipolar es como amplificadores de señales eléctricas. El transistor se coloca en una configuración de amplificador de emisor común, donde la señal de entrada se aplica al terminal de base del transistor y la señal amplificada se obtiene en el terminal de colector. Este tipo de amplificador se utiliza en sistemas de audio, radios FM y televisores, entre otros.

Conmutación de señales:

Otra aplicación común de los transistores de unión bipolar es como interruptores electrónicos. En este caso, el transistor se coloca en una configuración de conmutador de emisor común, donde la señal de entrada controla la corriente que fluye entre el emisor y el colector. Este tipo de circuito se utiliza en fuentes de alimentación, controladores de motores y circuitos de protección de cortocircuitos.

Te interesará:  Gases dieléctricos

Generación de señales de radiofrecuencia:

Los transistores de unión bipolar también se utilizan en la generación de señales de radiofrecuencia (RF). En este caso, el transistor se coloca en una configuración de oscilador de emisor común, donde la retroalimentación positiva a través de un circuito resonante hace que el transistor oscile a una frecuencia específica. Este tipo de circuito se utiliza en radios de FM, televisores y comunicaciones inalámbricas.

Regulación de voltaje:

Los transistores de unión bipolar también se utilizan en circuitos reguladores de voltaje. En este caso, el transistor se coloca en una configuración de regulador de voltaje de emisor seguidor, donde la tensión de salida se mantiene constante independientemente de la variación de la tensión de entrada. Este tipo de circuito se utiliza en fuentes de alimentación de equipos electrónicos, como computadoras y televisores.

Desde amplificar señales de audio hasta generar señales de radiofrecuencia, estos dispositivos son esenciales en muchos circuitos. Si estás interesado en aprender más sobre los transistores de unión bipolar y cómo se utilizan en la electrónica, ¡no dudes en seguir investigando!

Aplicaciones de los transistores de unión bipolar.

Los transistores de unión bipolar, también conocidos como BJT por sus siglas en inglés, son dispositivos electrónicos que se utilizan para amplificar y conmutar señales eléctricas. A continuación, te explicamos algunas de las aplicaciones más comunes de los transistores de unión bipolar:

Amplificación de señales:

Uno de los usos más frecuentes de los transistores de unión bipolar es como amplificadores de señales eléctricas. El transistor se coloca en una configuración de amplificador de emisor común, donde la señal de entrada se aplica al terminal de base del transistor y la señal amplificada se obtiene en el terminal de colector. Este tipo de amplificador se utiliza en sistemas de audio, radios FM y televisores, entre otros.

Conmutación de señales:

Otra aplicación común de los transistores de unión bipolar es como interruptores electrónicos. En este caso, el transistor se coloca en una configuración de conmutador de emisor común, donde la señal de entrada controla la corriente que fluye entre el emisor y el colector. Este tipo de circuito se utiliza en fuentes de alimentación, controladores de motores y circuitos de protección de cortocircuitos.

Generación de señales de radiofrecuencia:

Los transistores de unión bipolar también se utilizan en la generación de señales de radiofrecuencia (RF). En este caso, el transistor se coloca en una configuración de oscilador de emisor común, donde la retroalimentación positiva a través de un circuito resonante hace que el transistor oscile a una frecuencia específica. Este tipo de circuito se utiliza en radios de FM, televisores y comunicaciones inalámbricas.

Regulación de voltaje:

Los transistores de unión bipolar también se utilizan en circuitos reguladores de voltaje. En este caso, el transistor se coloca en una configuración de regulador de voltaje de emisor seguidor, donde la tensión de salida se mantiene constante independientemente de la variación de la tensión de entrada. Este tipo de circuito se utiliza en fuentes de alimentación de equipos electrónicos, como computadoras y televisores.

Desde amplificar señales de audio hasta generar señales de radiofrecuencia, estos dispositivos son esenciales en muchos circuitos. Si estás interesado en aprender más sobre los transistores de unión bipolar y cómo se utilizan en la electrónica, ¡no dudes en seguir investigando!

En conclusión, el transistor de unión bipolar (BJT) es un componente esencial en la electrónica moderna y su funcionamiento se basa en la manipulación de la corriente y el voltaje en sus tres regiones: la base, el colector y el emisor. Los BJT se utilizan en una amplia gama de circuitos electrónicos, desde amplificadores de audio hasta circuitos de conmutación de alta velocidad. Comprender el funcionamiento del BJT es fundamental para cualquier persona que desee trabajar en el campo de la electrónica y continuar innovando en la tecnología del futuro.

En resumen, el transistor de unión bipolar (BJT) es un componente electrónico que se utiliza para amplificar señales y controlar el flujo de corriente en circuitos eléctricos. Está compuesto por tres capas de material semiconductor (NPN o PNP) y funciona mediante el control de la corriente que fluye a través de la capa central (base) mediante la aplicación de una corriente a las capas externas (emisor y colector). Los BJT son ampliamente utilizados en electrónica y se consideran uno de los componentes más importantes e indispensables.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

Deja un comentario

Los transformadores de instrumentos son dispositivos que se utilizan para medir y controlar la corriente eléctrica en los sistemas de…