El transistor de unión bipolar: ¿Qué es y cómo funciona?

Un transistor de unión bipolar (BJT) es un tipo especial de transistor que puede utilizarse como amplificador de tensión o como interruptor. Funciona como una válvula eléctrica, controlando el flujo de corriente en una dirección y bloqueándolo en la otra. El tipo de BJT que veremos aquí funciona según los mismos principios semiconductores que los transistores de unión unipolar sobre los que ya habrá leído. Sin embargo, hay algunas diferencias clave entre los bipolares y los unipolares, concretamente, la forma en que gestionan la corriente en diferentes condiciones de funcionamiento. En este artículo, exploraremos cómo esas condiciones de funcionamiento afectan al rendimiento del transistor y cómo elegir entre llevar transistores unipolares o bipolares para nuevos proyectos.

 

¿Qué es un transistor de unión bipolar?

Un transistor de unión bipolar (BJT) es un tipo de transistor que utiliza electrodos positivos y negativos ("unión") para conmutar un flujo de corriente en una dirección. A diferencia del transistor unipolar, que sólo utiliza un electrodo positivo. La diferencia entre ambos radica en que en un transistor bipolar se puede utilizar el mismo material semiconductor para la base y el emisor. Esto no es posible con un transistor unipolar, que utiliza dos materiales semiconductores diferentes. Por tanto, un transistor bipolar puede utilizarse como amplificador o interruptor, mientras que un transistor unipolar sólo puede utilizarse como amplificador. Los BJT son dispositivos semiconductores de tres terminales: Hay un terminal base conectado a una fuente de electrones, un emisor que recoge los electrones y un colector que los envía a una tensión positiva. La principal diferencia entre el BJT y el BJT es que el terminal colector se utiliza como fuente de electrones en el BJT mientras que el terminal emisor se utiliza como fuente de electrones en el BJT.

 

¿Cómo funciona un transistor de unión bipolar?

Los transistores de unión bipolar están hechos de materiales semiconductores que pueden ser de tipo n o de tipo p. Los transistores de canal N se utilizan para aplicaciones de baja potencia, mientras que los de canal p son para aplicaciones de alta potencia. Son algo parecido a los transistores de unión unipolar, pero con algunas diferencias importantes. En primer lugar, en un transistor bipolar, el material del que están hechos los tres terminales es el mismo. En segundo lugar, en un transistor bipolar, el colector se utiliza como fuente de electrones, mientras que en un transistor de unión unipolar, el emisor se utiliza como fuente de electrones. A continuación se explica el funcionamiento del transistor:

 

Ventajas de los BJT

Ganancia de tensión: La tensión de salida de un transistor bipolar es mayor que la de entrada. Esto no ocurre con un transistor unipolar. Mayor ganancia de corriente: La ganancia de corriente de un transistor bipolar es mayor que la de un transistor unipolar. Fuente de corriente: Con la ayuda de la corriente emisor-base-colector, un transistor bipolar se utiliza como fuente de corriente. Esto sólo puede hacerse con un transistor unipolar utilizando componentes externos. Alta impedancia de entrada: La relación tensión-divisor es menor que uno en un transistor unipolar y mayor que uno en un transistor bipolar.

 

Desventajas de los BJT

Gran tamaño: Un transistor bipolar es más grande que un transistor unipolar de la misma potencia. Baja velocidad de conmutación: Un transistor bipolar es más lento que un transistor unipolar. Alta corriente de saturación inversa: Un transistor bipolar tiene una alta corriente de saturación inversa, que podría dañar el circuito.

 

¿Qué dispositivo debe utilizar?

La elección de los transistores bipolares en lugar de los unipolares es subjetiva; no hay reglas fijas. Si está diseñando un nuevo producto, puede considerar el uso de transistores bipolares, ya que son más potentes que los unipolares. Pero si tiene un diseño que funciona bien con transistores unipolares, no es necesario sustituirlos por transistores bipolares. Dicho esto, algunas reglas generales pueden ayudarle a decidir: Si necesita una alta ganancia o una fuente de corriente, elija un transistor bipolar. Si necesita una alta impedancia de entrada, elija un transistor bipolar. Si necesita un funcionamiento de bajo voltaje, elija un transistor bipolar. Si necesita manejar una carga de alta corriente, elija un transistor bipolar. Si necesita manejar una carga de baja corriente, elija un transistor unipolar. Si necesita una conmutación rápida, elija un transistor unipolar. Si necesita un bajo consumo de energía, elija un transistor unipolar.

 

Resumen

Un transistor de unión bipolar (BJT) es un tipo especial de transistor que puede utilizarse como amplificador de tensión o como interruptor. Funciona como una válvula eléctrica, controlando el flujo de corriente en una dirección y bloqueándolo en la otra. El tipo de BJT que veremos aquí funciona según los mismos principios semiconductores que los transistores de unión unipolar sobre los que ya habrá leído. Sin embargo, hay algunas diferencias clave entre los bipolares y los unipolares, concretamente la forma en que gestionan la corriente en diferentes condiciones de funcionamiento. En este artículo, exploraremos cómo esas condiciones de funcionamiento afectan al rendimiento del transistor y cómo elegir entre llevar transistores unipolares o bipolares para nuevos proyectos.