AO DE LA DIVERSIFICACIN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACINFACULTAD DE INGENIERIA SISTEMAS E INFORMATICATEMA:

TRANSISTORESTipos de transistores, usos y aplicaciones en circuitos. Lugares de venta. Venta por internet. Fichas tcnicas o de informacin (worksheet ) proporcionadas por diferentes marcas. Consigue diferentes transistores en talleres de electrnica y describe sus caractersticas, sus aplicaciones, limitaciones, dimensiones, etc.

CURSO: FISICA ELECTRONICATUTOR: CARMONA ESPINOZA JORGEALUMNA:

ANGELICA CONTRERAS SANCHZ

Huancavelica Per

2015

DEDICATORIA:

A mis familiares por su apoyo incondicional que me brindan en todo momento y en especial a Dios por que el ilumina mi camino.

AGRADECIMIENTOS

Primero y antes que nada, dar gracias a Dios, por estar con migo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazn e iluminar mi mente y por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi ideal soporte y compaa durante el periodo de estudio que estamos atravesando.

Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado por ellos. El apoyo en mis estudios, de ser as no hubiese sido posible. A mi Madre y dems familiares ya que me brindan el apoyo, la alegra y me dan la fortaleza necesaria para seguir adelante.

Un agradecimiento especial al Profesor, por la colaboracin.INDICECARATULA1AO DE LA DIVERSIFICACIN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIN

2DEDICATORIA:

3AGRADECIMIENTOS

4INDICE

6PRESENTACIN

7INTRODUCCIN

8HISTORIA DEL TRANSISTOR

10Tipos de transistores. Simbologa

11Tipos de transistor:

13Transistores y electrnica de potencia

13El transistor frente a la vlvula termoinica

14Transistor bipolar

15De esta manera quedan formadas tres regiones:

16Las razones de la supervivencia de las vlvulas termoinicas son varias:

16Funcionamiento

17Control de tensin, carga y corriente

18Transistor Bipolar de Heterounin

18Regiones operativas del transistor

18Regin activa:

19Regin inversa:

19Regin de corte :

19Regin de saturacin:

20Transistor de efecto campo

21Historia

21Tipo de transistores de efecto campo

22Caractersticas

22Precauciones:

23Fototransistor

24Aplicaciones de los fototransistores.

25Resumen de la Teora del Transistor

26IE = IC + IB

26LUGARES DE VENTA. VENTA POR INTERNET

32Informacin Tcnica y Comercial de los Transistores

32Generalidades de los Transistores

33Fichas tcnicas o de informacin (worksheet ) proporcionadas por diferentes marcas

47,

48CONCLUSIONES

49BIBLIOGRAFIA

50ANEXOS

54Informtica

57Los nuevos transistores para los chips de 22 nanmetros combinan ahorro energtico y mayores prestaciones como nunca hasta ahora

PRESENTACINSera imposible entender la evolucin de la electrnica digital en general, y de la informtica en particular sin una buena comprensin de lo que es, y lo que ha aportado el transistor a estas ciencias. El transistor vino a reemplazar a un dispositivo denominado tubo de vaco (los tubos de vaco an se emplean en electrnica de potencia. El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor utilizado para entregar una seal de salida en respuesta a una seal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El trmino transistor es la contraccin en ingls de transfer resistor (resistor de transferencia). Actualmente se encuentran prcticamente en todos los aparatos electrnicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lmparas fluorescentes, tomgrafos, telfonos celulares, entre otros.Como podemos ver el simple hecho de pasar del tubo de vaco al transistor supone un gran paso en cuanto a reduccin de tamao y consumo y aumento de fiabilidad.

Es necesario destacar que el desarrollo del transistor se apoya en mltiples disciplinas cientficas que abarcan la qumica, la fsica y la ingeniera de materiales entre otras.

La AlumnaINTRODUCCIN

En este apartado trataremos el tema sobre un dispositivo, el cual ha revolucionado la vida de todos nosotros= el transistor, que es sin duda uno de los mejores inventos del hombre diseado para operar en circuitos electrnicos como amplificador, oscilador o conmutador. El trmino Transistor es un acrnimo de transfer y resistor (resistencia de transferencia) y se compone de tres terminales: colector, base y emisor. En estos temas estudiaremos las principales caractersticas bsicas del transistor bipolar y FET, as como sus aspectos fsicos, sus estructuras bsicas y las simbologas utilizadas para cada uno de ellos. Se abarcar igual el tema de la polarizacin, el encapsulado y la prueba de los transistores con multmetros tanto digital como anloga que son indispensables en estos dispositivos mencionados anteriormente.HISTORIA DEL TRANSISTOREl transistor fue inventado en los Laboratorios Bell de Estados Unidos en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Fsica en 1956. Fue el sustituto de la vlvula termoinica de tres electrodos, o triodo.

El transistor de efecto campo fue patentado antes que el transistor BJT (en 1930), pero no se dispona de la tecnologa necesaria para fabricarlos masivamente.

Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego los denominados transistores de efecto de campo (FET). En los ltimos, la corriente entre el surtidor o fuente (source) y el drenaje (drain) se controla mediante el campo elctrico establecido en el canal. Por ltimo, apareci el MOSFET (transistor FET de tipo Metal-xido-Semiconductor). Los MOSFET permitieron un diseo extremadamente compacto, necesario para los circuitos altamente integrados (CI).

Hoy la mayora de los circuitos se construyen con tecnologa CMOS. La tecnologa CMOS (Complementary MOS MOS Complementario) es un diseo con dos diferentes MOSFET (MOSFET de canal n y p), que se complementan mutuamente y consumen muy poca corriente en un funcionamiento sin carga.

El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales especficos en cantidades especficas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que est intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las vlvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseo de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, condensadores e inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento slo puede explicarse mediante mecnica cuntica.

De manera simplificada, la corriente que circula por el colector es funcin amplificada de la que se inyecta en el emisor, pero el transistor slo grada la corriente que circula a travs de s mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta la base para que circule la carga por el colector, segn el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificacin o ganancia logrado entre corriente de colector y corriente de base, se denomina Beta del transistor. Otros parmetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Mxima, disipacin de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se grafican los distintos parmetros tales como corriente de base, tensin Colector Emisor, tensin Base Emisor, corriente de Emisor, etc. Los tres tipos de esquemas(configuraciones) bsicos para utilizacin analgica de los transistores son emisor comn, colector comn y base comn.

Modelos posteriores al transistor descrito, el transistor bipolar (transistores FET, MOSFET, JFET, CMOS, VMOS, etc.) no utilizan la corriente que se inyecta en el terminal de base para modular la corriente de emisor o colector, sino la tensin presente en el terminal de puerta o reja de control (graduador) y grada la conductancia del canal entre los terminales de Fuente y Drenaje. Cuando la conductancia es nula y el canal se encuentra estrangulado, por efecto de la tensin aplicada entre Compuerta y Fuente, es el campo elctrico presente en el canal el responsable de impulsar los electrones desde la fuente al drenaje. De este modo, la corriente de salida en la carga conectada al Drenaje (D) ser funcin amplificada de la Tensin presente entre la Compuerta (Gate) y Fuente (Source). Su funcionamiento es anlogo al del triodo, con la salvedad que en el triodo los equivalentes a Compuerta, Drenador y Fuente son Reja (o Grilla Control), Placa y Ctodo.

Los transistores de efecto de campo son los que han permitido la integracin a gran escala disponible hoy en da; para tener una idea aproximada pueden fabricarse varios cientos de miles de transistores interconectados, por centmetro cuadrado y en varias capas superpuestas.

Tipos de transistores. Simbologa

Existen varios tipos que dependen de su proceso de construccin y de las apliaciones a las que se destinan. Aqu abajo mostramos una tabla con los tipos de uso ms frecuente y su simbologa:

Tipos de transistor:

Transistor de punta de contacto. Primer transistor que obtuvo ganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metlicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de emisor es capaz de modular la resistencia que se "ve" en el colector, de ah el nombre de "transfer resistor". Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su da. Es difcil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frgil (un golpe poda desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivi con el transistor de unin (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.

Transistor de unin bipolar, BJT por sus siglas en ingls, se fabrica bsicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de Galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP

La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o "huecos" (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsnico (As) o Fsforo (P). La configuracin de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la caracterstica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminacin entre ellas (por lo general, el emisor esta mucho mas contaminado que el colector). El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor depender de dichas contaminaciones, de la geometra asociada y del tipo de tecnologa de contaminacin (difusin gaseosa, epitelial, etc.) y del comportamiento cuntico de la unin. Fototransistor, sensible a la radiacin electromagntica, en frecuencias cercanas a la de la luz. Transistor de unin unipolar.

Transistor de efecto de campo, FET, que controla la corriente en funcin de una tensin; tienen alta impedancia de entrada. O Transistor de efecto de campo de unin, JFET, construido mediante una unin PN.

Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se asla del canal mediante un dielctrico.

Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET, donde MOS significa Metal-xido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metlica y est separada del canal semiconductor por una capa de xido

Transistores y electrnica de potencia

Con el desarrollo tecnolgico y evolucin de la electrnica, la capacidad de los dispositivos semiconductores para soportar cada vez mayores niveles de tensin y corriente ha permitido su uso en aplicaciones de potencia.

El transistor frente a la vlvula termoinica

Antes de la aparicin del transistor los ingenieros utilizaban elementos activos llamados vlvulas termoinicas. Las vlvulas tienen caractersticas elctricas similares a la de los transistores de efecto de campo (FET): la corriente que los atraviesa depende de la tensin en el borne de comando, llamado rejilla. Las razones por las que el transistor reemplaz a la vlvula termoinica son varias:

Las vlvulas termoinicas necesitan tensiones muy altas, del orden de las centenas de voltios, tensiones que son letales para el ser humano.

Las vlvulas consumen mucha energa, lo que las vuelve particularmente poco tiles para el uso con bateras.

Probablemente, uno de los problemas ms importantes es el peso. El chasis necesario para alojar las vlvulas, los transformadores requeridos para suministrar la alta tensin, todo ello sumaba un peso importante, que iba desde algunos kilos a algunas decenas de kilos.

El tiempo medio entre fallas de las vlvulas termoinicas es muy corto comparado al del transistor, sobre todo a causa del calor generado.

Adems las vlvulas termoinicas tardan mucho para poder ser utilizadas. Las vvulas necesitan estar calientes para funcionar. Como ejemplo de todos estos inconvenientes se puede citar a la primera computadora digital, llamada ENIAC. Era un equipo que pesaba ms de treinta toneladas y consuma 200 kilovatios, suficientes para alimentar una pequea ciudad. Tena alrededor de 18.000 vlvulas, de las cuales algunas se quemaban cada da, necesitando una logstica y una organizacin importantes. Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:

Amplificacin de todo tipo (radio, televisin, instrumentacin)

Generacin de seal (osciladores, generadores de ondas, emisin de radiofrecuencia)

Conmutacin, actuando de interruptores (control de rels, fuentes de alimentacin conmutadas, control de lmparas, modulacin por anchura de impulsos PWM)

Deteccin de radiacin luminosa (fototransistores)

Se usan generalmente en electrnica analgica y en la electrnica digital como la Tecnologa TTL o BICMOS.

Son empleados en conversores estticos de potencia, controles para motores y llaves de alta potencia (principalmente inversores), aunque su principal uso est basado en la amplificacin de corriente dentro de un circuito cerrado.

Transistor bipolar

El transistor de unin bipolar (del ingls Bipolar Junction Transistor , o sus siglas BJT fue inventado en 1947) es un dispositivo electrnico de estado slido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre s, que permite controlar el paso de la corriente a travs de sus terminales. El transistor bipolar est formado por una unin PN y por otra NP, caracterstica que hace que un semiconductor de determinado tipo se encuentre entre dos de tipo opuesto al primero, como se muestra en la figura 1. Lo que se obtiene con esta configuracin es una

seccin que proporciona cargas(de huecos o de electrones) que son captadas por otra seccin a travs de la seccin media. El electrodo que proporciona las cargas es el emisor y el que las recoge es el colector. La base es la parte de en medio y forma las dos uniones, una con el colector y otra con el emisor. Adems, la base controla la corriente en el colector. Este tipo de transistores recibe el nombre de transistores de unin.

De esta manera quedan formadas tres regiones:

Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada,

Comportndose como un metal.

Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.

Colector, de extensin mucho mayor.Cuando el transistor bipolar, fue considerado una revolucin. Pequeo, rpido, fiable, poco costoso, sobrio en sus necesidades de energa, reemplaz progresivamente a la vlvula termoinica durante la dcada de 1950, pero no del todo. En efecto, durante los aos 60, algunos fabricantes siguieron utilizando vlvulas termoinicas en equipos de radio de gama alta, como Collins y Drake; luego el transistor desplaz a la vlvula de los transmisores pero no del todo de los amplificadores de radiofrecuencia. Otros fabricantes, de equipo de audio esta vez, como Fender, siguieron utilizando vlvulas termoinicas en amplificadores de audio para guitarras.

Las razones de la supervivencia de las vlvulas termoinicas son varias: El transistor no tiene las caractersticas de linealidad a alta potencia de la vlvula Termoinica, por lo que no pudo reemplazarla en los amplificadores de transmisin de radio profesionales y de radioaficionados.

Los armnicos introducidos por la no-linealidad de las vlvulas resultan agradables al odo humano (vase psicoacstica), por lo que son preferidos por los audifilos

El transistor es muy sensible a los efectos electromagnticos de las explosiones nucleares, por lo que se siguieron utilizando vlvulas termoinicas en algunos sistemas de control-comando de cazas de fabricacin sovitica.La tcnica de fabricacin ms comn es la deposicin epitaxial. En su funcionamiento normal, la unin base-emisor est polarizada en directa, mientras que la base-colector en inversa. Los portadores de carga emitidos por el emisor atraviesan la base, que por ser muy angosta, hay poca recombinacin de portadores, y la mayora pasa al colector. El transistor posee tres estados de operacin: estado de corte, estado de saturacin y estado de actividad.Funcionamiento

En una configuracin normal, la unin emisor-base se polariza en directa y la unin base- colector en inversa. Debido a la agitacin trmica los portadores de carga del emisor pueden atravesar la barrera de potencial emisor-base y llegar a la base. A su vez, prcticamente todos los portadores que llegaron son impulsados por el campo elctrico que existe entre la base y el colector. Un transistor NPN puede ser considerado como dos diodos con la regin del nodo compartida. En una operacin tpica, la juntura base-emisor est polarizada en directa y la juntura base-colector est polarizada en inversa. En un transistor NPN, por ejemplo, cuando una tensin positiva es aplicada en la juntura base-emisor, el equilibrio entre los portadores generados trmicamente y el campo elctrico repelente de la regin agotada se desbalancea, permitiendo a los electrones excitados trmicamente inyectarse en la regin de la base. Estos electrones "vagan" a travs de la base, desde la regin de alta concentracin cercana al emisor hasta la regin de baja concentracin cercana al colector. Estos electrones en la base son llamados portadores minoritarios debido a que la base est dopada con material P, los cuales generan "hoyos" como portadores mayoritarios en la base.

La regin de la base en un transistor debe ser constructivamente delgada, para que los portadores puedan difundirse a travs de esta en mucho menos tiempo que la vida til del portador minoritario del semiconductor, para minimizar el porcentaje de portadores que se recombinan antes de alcanzar la juntura base colector. El espesor de la base debe ser menor al ancho de difusin de los electrones.

Control de tensin, carga y corrienteLa corriente colector-emisor puede ser vista como controlada por la corriente base-emisor (control de corriente), o por la tensin base-emisor (control de voltaje). Esto es debido a la relacin tensin-corriente de la juntura base-emisor, la cual es la curva tensin corriente exponencial usual de una juntura PN (es decir, un diodo).

En el diseo de circuitos analgicos, el control de corriente es utilizado debido a que es aproximadamente lineal. Esto significa que la corriente de colector es aproximadamente veces la corriente de la base. Algunos circuitos pueden ser diseados asumiendo que la tensin base-emisor es aproximadamente constante, y que la corriente de colector es veces la corriente de la base. No obstante, para disear circuitos utilizando TBJ con precisin y confiabilidad, se requiere el uso de modelos matemticos del transistor como el modelo Ebers-MollTransistor Bipolar de Heterounin

El transistor bipolar de heterounin (TBH) es una mejora del TBJ que puede manejar seales de muy altas frecuencias, de hasta varios cientos de GHz. Es un dispositivo muy comn hoy en da en circuitos ultrarrpidos, generalmente en sistemas de radiofrecuencia. Los transistores de heterojuntura tienen diferentes semiconductores para los elementos del transistor. Usualmente el emisor est compuesto por una banda de material ms larga que la base. Esto ayuda a reducir la inyeccin de portadores minoritarios desde la base cuando la juntura emisor-base est polarizada en directa y esto aumenta la eficiencia de la inyeccin del emisor. La inyeccin de portadores mejorada en la base permite que esta pueda tener un mayor nivel de dopaje, lo que resulta en una menor resistencia. Con un transistor de juntura bipolar convencional, tambin conocido como transistor bipolar de homojuntura, la eficiencia de la inyeccin de portadores desde el emisor hacia la base est principalmente determinada por el nivel de dopaje entre el emisor y la base. Debido a que la base debe estar ligeramente dopada para permitir una alta eficiencia de inyeccin de portadores, su resistencia es relativamente alta.Regiones operativas del transistorLos transistores bipolares de juntura tienen diferentes regiones operativas, definidas principalmente por la forma en que son polarizados: Regin activa:Cuando un transistor no est ni en su regin de saturacin ni en la regin de corte

entonces est en una regin intermedia, la regin activa. En esta regin la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de (ganancia de corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren conectadas en el colector y emisor. Esta regin es la ms importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador de seal. Regin inversa:

Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso. En este modo, las regiones del colector y emisor intercambian roles. Debido a que la mayora de los TBJ son diseados para maximizar la ganancia de corriente en modo activo, el parmetro beta en modo inverso es drsticamente menor al presente en modo activo.

Regin de corte :

Un transistor esta en corte cuando corriente de colector = corriente de emisor = 0,( Ic = Ie = 0) En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentacin del circuito. (como no hay corriente circulando, no hay cada de voltaje, ver Ley de Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0) Regin de saturacin:

Un transistor est saturado cuando: corrientedecolector = corrientedeemisor = corrientemaxima ,( Ic = Ie = Imaxima ) En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentacin del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver ley de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo suficientemente grande como para inducir una corriente de colector veces ms grande. (recordar que Ic = * Ib)

Transistor de efecto campoEl transistor de efecto campo ield-Effect Transistor o FET , en ingls) es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo elctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET, como todos los transistores, pueden plantearse como resistencias controladas por voltaje.

La mayora de los FET estn hechos usando las tcnicas de procesado de semiconductores habituales, empleando la oblea monocristalina semiconductora como la regin activa o canal. La regin activa de los TFTs ( thin-film transistores , o transistores de pelcula fina), por otra parte, es una pelcula que se deposita sobre un sustrato (usualmente vidrio, puesto que la principal aplicacin de los TFTs es como pantallas de cristal lquido o LCDs).

Los transistores de efecto de campo o FET ms conocidos son los JFET (Junction Field Effect Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) y MISFET (Metal-Insulator- Semiconductor FET). Tienen tres terminales, denominadas puerta ( gate ), drenador ( drain ) y fuente ( source ). La puerta es el terminal equivalente a la base del BJT. El transistor de efecto de campo se comporta como un interruptor controlado por tensin, donde el voltaje aplicado a la puerta permite hacer que fluya o no corriente entre drenador y fuente. El funcionamiento del transistor de efecto de campo es distinto al del BJT. En los MOSFET, la puerta no absorbe corriente en absoluto, frente a los BJT, donde la corriente que atraviesa

la base, pese a ser pequea en comparacin con la que circula por las otras terminales, no siempre puede ser despreciada. Los MOSFET, adems, presentan un comportamiento capacitivo muy acusado que hay que tener en cuenta para el anlisis y diseo de circuitos. As como los transistores bipolares se dividen en NPN y PNP, los de efecto de campo o FET son tambin de dos tipos: canal n y canal p, dependiendo de si la aplicacin de una tensin positiva en la puerta pone al transistor en estado de conduccin o no conduccin, respectivamente. Los transistores de efecto de campo MOS son usados extenssimamente en electrnica digital, y son el componente fundamental de los circuitos integrados o

chips digitales.Historia

Desde 1953 se propuso su fabricacin por Van Nostrand (5 aos despus de los BJT). Aunque su fabricacin no fue posible hasta mediados de los aos 60's.Tipo de transistores de efecto campo

El canal de un FET es dopado para producir tanto un semiconductor tipo N o uno tipo P. El drenador y la fuente deben estar dopados de manera contraria al canal en el caso de FETs de modo mejorado, o dopados de manera similar al canal en el caso de FETs en modo agotamiento. Los transistores de efecto de campo tambin son distinguidos por el mtodo de aislamiento entre el canal y la puerta. Los tipos de FETs son: Podemos clasificar los transistores de efecto campo segn el mtodo de aislamiento entre el canal y la puerta:

El MOSFET ( Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor ) usa un aislante (normalmente SiO 2 ).

El JFET ( Junction Field-Effect Transistor ) usa una unin p-n El MESFET ( Metal-Semiconductor Field Effect Transistor ) substituye la unin PN del JFET con una barrera Schottky. En el HEMT ( High Electron Mobility Transistor ), tambin denominado HFET ( heterostructure FET), la banda de material dopada con "huecos" forma el aislante entre la puerta el cuerpo del transistor.

Los MODFET ( Modulation-Doped Field Effect Transistor )

Los IGBT ( Insulated-gate bipolar transistor ) es un dispositivo para control de potencia. Son comunmente usados cuando el rango de voltaje drenaje-fuente est entre los 200 a 3000V. An as los Power MOSFET todava son los dispositivos ms utilizados en el rango de tensiones drenaje-fuente de 1 a 200V.

Los FREDFET es un FET especializado diseado para otorgar una recuperacin ultra rpida del transistor.

Los DNAFET es un tipo especializado de FET que acta como biosensor, usando una puerta fabricada de molculas de ADN de una cadena para detectar cadenas de ADN iguales La caracterstica de los TFT que los distingue, es que hacen uso del silicio amorfo o del silicio policristalino.

Caractersticas Tiene una resistencia de entrada extremadamente alta (casi 100M).

No tiene un voltaje de unin cuando se utiliza Conmutador (Interruptor).

Hasta cierto punto inmune a la radiacin.

Es menos ruidoso.

Puede operarse para proporcionar una mayor estabilidad trmicaPrecauciones:Con los transistores FET hay que tener cuidados especiales, pues algunas referencias se daan con solo tocar sus terminales desconentadas (Esttica). Por tal motivo, cuando nuevos traen sus patas en corto-circuito mediante una espuma conductora elctrica o con algo metlico, esto no se debe quitar hasta que estn soldados en la tableta de circuito impreso, hecho esto ya no hay problema.

Fototransistor

Se llama fototransistor a un transistor sensible a la luz, normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la regin de base, generando portadores en ella. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conduccin. El fototransistor es ms sensible que el fotodiodo por el efecto de ganancia propio del transistor. Los fototransistores no son muy diferentes de un transistor normal, es decir, estn compuestos por el mismo material semiconductor, tienen dos junturas y las mismas tres conexiones externas: colector, base y emisor. Por supuesto, siendo un elemento sensible a la luz, la primera diferencia evidente es en su cpsula, que posee una ventana o es totalmente transparente, para dejar que la luz ingrese hasta las junturas de la pastilla semiconductora y produzca el efecto fotoelctrico. En el mercado se encuentran fototransistores tanto con conexin de base como sin ella y tanto en cpsulas plsticas como metlicas (TO-72, TO-5) provistas de una lente.

Aplicaciones de los fototransistores.Se han utilizado en lectores de cinta y tarjetas perforadas, lpices pticos, etc. Para comunicaciones con fibra ptica se prefiere usar detectores con fotodiodos p i-n. Tambin se pueden utilizar en la deteccin de objetos cercanos cuando forman parte de un sensor de proximidad. Se utilizan ampliamente encapsulados conjuntamente con un LED, formando interruptores pticos ( opto-switch ), que detectan la interrupcin del haz de luz por un objeto. Existen en dos versiones: de transmisin y de reflexin. Teniendo las mismas caractersticas de un transistor normal, es podible regular su corriente de colector por medio de la corriente de base. Y tambin, dentro de sus caractersticas de elemento optoelectrnico, el fototransistor conduce ms o menos corriente de colector cuando incide ms o menos luz sobre sus junturas.

Los dos modos de regulacin de la corriente de colector se pueden utilizar en forma simultnea. Si bien es comn que la conexin de base de los fototransistores no se utilice, e incluso que no se la conecte o ni siquiera venga de fbrica, a veces se aplica a ella una corriente que estabiliza el funcionamiento del transistor dentro de cierta gama deseada, o lo hace un poco ms sensible cuando se debe detectar una luz muy dbil. Esta corriente de estabilizacin (llamada bias, en ingls) cumple con las mismas reglas de cualquier transistor, es decir, tendr una relacin de amplificacin determinada por la ganancia tpica de corriente,

o hfe. A esta corriente prefijada se le suman la variaciones producidas por los cambios en la luz que incide sobre el fototransistor. Los fototransistores, al igual que los fotodiodos, tienen un tiempo de respuesta muy corto, es decir que pueden responder a variaciones muy rpidas en la luz. Debido a que existe un factor de amplificacin de por medio, el fototransistor entrega variaciones mucho mayores de corriente elctrica en respuesta a las variaciones en la intensidad de la luz.

Resumen de la Teora del TransistorA vista de esa prueba realizada este dispositivo ha de tener tres electrodos o bornes, uno por cada uno de los cristales de que se compone. Al cristal que recibe la corriente, el primero de los tres, se distingue con el nombre de emisor; el cristal del centro como base, y al cristal de salida de la corriente, colector. Entonces, en un transistor de tipo NPN, la primera N ser el emisor, P ser la base, y la otra N, el colector. Estos nombres se suelen abreviar con las letras E, B y C respectivamente. Para comprender bien el funcionamiento del transistor debemos recordar la teora atmica, donde el cristal N es un cristal que tiene exceso de electrones, y el cristal P, es un cristal con exceso de huecos. Por ejemplo un transistor de tipo NPN, siguiendo la imagen en la que una fuente de alimentacin (B) provee de corriente al emisor, conectado al polo negativo en el cristal N,

negativo tambin. En estas condiciones se forman como unas barreras Z1 y Z2 en las uniones con el

cristal P de base, que impiden el paso de la corriente. La base est llena de huecos que pasan a ser ocupados por los electrones ms prximos de los cristales contiguos, formndose estas barreras de tomos en equilibrio que impide el paso de la corriente (salvo una muy dbil corriente de fuga de escassimo valor).

Pero si se polariza la fuente del mismo signo que ella, es decir, con una tensin positiva respecto al emisor, lo que se llama en sentido contrario, la barrera Z1 desaparece porque el potencial positivo aplicado a la base repele los huecos hacia los cristales N y penetran en la zona de resistencia. Los electrones libres del emisor la atraviesan siendo atrados por los potenciales positivos de la base y del colector. Dado que el potencial positivo del colector es mucho ms elevado que el de la base, los electrones se sentirn ms atrados por el primero, por lo que se obtendr una elevada corriente del colector (que abreviaremos IC) y una pequea corriente de base (IB). La corriente del emisor (IE) ser por tanto igual a la suma de la corriente de colector y la corriente de base, tal como se deduce de las leyes de Kirchhoff.

Es decir:

IE = IC + IBDe esto se deduce que la corriente que sale por el colector no va incrementada con la corriente de base. De hecho, la corriente que pasa por emisor y que se designa IE se compone de la corriente de la base y del colector que luego circularn en diferente sentido. En la imagen vemos un esquema de circuito elemental de un transistor en el que se designa tambin el nombre de las tensiones (V). As tenemos que VBE es la tensin base-emisor, VCE es la tensin colector-emisor. Como puede verse, en el emisor las corrientes de base colector se suman, tal como dice la ley de Kirchhoff.

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Informacin Tcnica y Comercial de los Transistores

Generalidades de los Transistores

Descripcin de los Transistores:

Los transistores son dispositivos fundados en el uso de semiconductores, que segn su estructura y montaje actan en los circuitos elctricos como lmparas detectoras, amplificadoras u oscilatrices.

Propiedades de los Transistores:

Carece de elementos que se gasten o destruyan. No requiere caldeo equivalente del filamento de las lmparas, por lo que su funcionamiento es instantneo con consumo ntimo de energa elctrica y un rendimiento elevado. No es frgil, es resistente a los impactos y vibraciones. Tiene dimensiones y peso insignificantes.

Fichas tcnicas o de informacin (worksheet ) proporcionadas por diferentes marcas

,

CONCLUSIONESLos transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseo de los circuitos electrnicos. Se puede comentar que con el invento de estos dispositivos han dado un giro enorme a nuestras vidas, y a que en casi todos los aparatos electrnicos se encuentran presentes. Se conocieron los distintos tipos de transistores, ascomo su aspecto fsico, su estructura bsica y las simbologas utilizadas, pudiendo concluir que todos son distintos y que por necesidades del hombre se fueron ideando nuevas formas o nuevos tipos de transistores. Adems de todos esto, ahora si podremos comprobar o hacer la prueba de los transistores para conocer si se encuentra en buenas condiciones para su uso.

BIBLIOGRAFIA

N.R. Malik, Circuitos Electrnicos. Anlisis, simulacin y diseo , Ed. Prentice Hall, 1998, ISBN: 84-89660-03-4.

G.W. Neudeck, El transistor bipolar de unin, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 1989, ISBN: 0-201-60143-5.

E. Muoz Merino, Circuitos Electrnicos: Analgicos I , E.T.S. de Ingenieros de Telecomunicacin (U.P.M.), 1986, ISBN: 84-7402-066-2.

A.P. Malvino, Principios de Electrnica. Ed. Mc Graw Hill, 1996, ISBN: 84-481-1999-1. C.J. Savant Jr., M.S. Roden, G.L. Carpenter, Diseo Electrnico: Circuitos y sistemas ,Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 1992, ISBN: 0-201-62925 9. A.R. Hambley, Electrnica , Ed. Prentice Hall, 2000, ISBN: 84-205-2999-0.

M.H. Rashid, Circuitos Microelectrnicos. Anlisis y Diseo . International Thomson Editores. 2000. ISBN: 968-7529-79-2

Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Transistor. Wikcionario tiene definiciones y otra informacin sobre transistor. Transistores Vs. Vlvulas para aplicaciones en audio de alta fidelidad, Oscar Bonello, fundador de la compaa Solidyne y miembro de Audio Engineering Society (AES), propone una interpretacin posible sobre la rivalidad entre entusiastas de una u otra tecnologa. Como funcionan realmente los transistores Versin original en Ingls Smbolos de transistores

ANEXOSIntel inventa los transistores en tres dimensiones

Intel ha dado a conocer una nueva tecnologa de fabricacin de transistores denominada Tri-Gate, consistente en estructuras tridimensionales, en la que lleva trabajando los ltimos aos. Su intencin es producirlos en grandes volmenes para una generacin de chips de 22 nanmetros que llevar el nombre de Ivy Bridge.

Los transistores en tres dimensiones son una reinterpretacin del transistor convencional, y rompen con la estructura bidimensional hasta ahora utilizada para estos componentes que integran los procesadores de ordenadores, telfonos mviles y aparatos electrnicos, as como electrodomsticos y vehculos. Su estructura permitir continuar aumentando la densidad de transistores integrada en los chips, y por tanto seguir cumpliendo la Ley de Moore, segn la cual esta densidad se duplica cada dos aos.

Gracias a los transistores Tri-Gate los chips podrn consumir menos energa y ofrecer ms potencia, incrementando el rendimiento de los chips de 22 nanmetros hasta un 37% en voltajes bajos en comparacin con los de 32 nanmetros.

La denominacin Tri-Gate proviene de los tres lados de su puerta, segn la compaa. Mientras los transistores convencionales planos tienen una nica puerta en la parte superior, los tridimensionales tienen puertas a cada uno de los tres lados expuestos de la conduccin, permitiendo que la corriente circule con todo el flujo posible cuando funciona y que casi se anule cuando est apagado, minimizando el consumo energtico. En la imagen superior se aprecia a la izquierda un transistor convencional frente a uno tridimensional (derecha).

Intel ya dispone de un prototipo de Ivy Bridge basado en estos transistores, aunque no estar listo para su fabricacin a gran escala hasta finales de ao.

En este vdeo la compaa explica las principales caractersticas de estos transistores (en ingls).

Sesenta aos reduciendo el tamao de los transistores

En 1953 se mont una radio con 4 transistores; el ltimo chip de Intel tiene 820 millones

A finales de 1947, los laboratorios Bell inventaron de la mano de John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley el transistor, por el que recibieron el Nobel de Qumica en 1956. Basado en semiconductores como el silicio -deja pasar la corriente o la corta segn su estado-, un transistor es algo parecido a un interruptor. Sesenta aos despus su descubrimiento est presente en la mayora de los aparatos creados por el hombre gracias a la electrnica.

El transistor se aplic de forma industrial, en primer lugar, a los aparatos de radio. Hasta entonces, las ondas sonoras se amplificaban para que las captara el odo humano mediante vlvulas al vaco, muy grandes y costosas. El transistor, mucho ms barato, y sobre todo ms pequeo, permite amplificarlas igualmente, pues otra de las virtudes del transistor, adems de cerrar o abrir el paso a la corriente o al audio, es dejarla pasar con mayor o menor intensidad. As, en 1954 se vendi en EE UU la primera radio con transistores, en concreto con cuatro. Sin embargo, el primer aparato que mont un transistor fue un sonotone un ao antes.

En aquella poca, los transistores se fabricaban de uno en uno, y se aplicaban a radios, telfonos o, incluso, ordenadores. Estos ltimos realizan sus clculos, procesan datos, reproducen DVD o visualizan fotografas basndose en una informacin binaria de nicamente dos posiciones. Concretamente del 1, que se obtiene cuando el transistor deja pasar la corriente, y del 0, cuando no. Sin embargo, para que los ordenadores pudieran desarrollar instrucciones ms complejas, no vala con un nico transistor. El reto fue comunicar muchos transistores y eso se consigui con los circuitos integrados de transistores. A partir de aqu, la carrera fue vertiginosa.

Intel, el primer fabricante mundial de chips para ordenadores, ha mantenido la apuesta, lanzada por uno de sus fundadores, Gordon Moore, de duplicar cada dos aos el nmero de transistores que se montan en un chip o procesador. A ms transistores ms rdenes se pueden dar, lo que redunda en mayor velocidad y mayor capacidad para realizar operaciones ms complejas.

Hasta ahora, la apuesta se ha ido cumpliendo. De hecho, el primer procesador que mont la multinacional estadounidense, el 4004 en 1971, tena 2.300 transistores. El ltimo, el Core 2 quad, alcanza los 820 millones. Y todo eso en un cuadrado de silicio pulido del tamao de un pulgar.

Semejante prodigio ha sido resultado de una vertiginosa apuesta por una miniaturizacin de dimensiones imperceptibles. De hecho, los milmetros son gigantescos y se miden en nanmetros (mil millones de veces ms pequeo que un metro). El ltimo procesador de Intel se ha elaborado en un proceso de produccin a 45 nanmetros. Eso explica que el proceso de elaboracin del nuevo chip dure 12 semanas.

Pero las exigencias del mercado, que busca ordenadores ms rpidos y capaces de funciones mucho ms sofisticadas, obliga a seguir reduciendo el tamao. Antonino Albarrn, director tecnolgico de Intel Iberia, asegura que todava hay camino. De hecho, dentro de dos aos se trabajar a 32 nanmetros y para 2020 se alcanzarn los 7 u 8, el lmite. Para ello, los chip del futuro no sern planos sino tridimensionales. Eso s, el ojo humano no podr apreciarlo.LOS TRANSISTORES DE NANOTUBOS MS PEQUEOS JAMS CREADOS SUPERAN A LOS DE SILICIONanopuerta: Una ilustracin conceptual muestra un nanotubo posicionado entre la fuente y el drenador de un transistor. Fuente: IBM

Informtica

Un dispositivo de nueve nanmetros demuestra que los nanotubos podran ser una alternativa viable al silicio a medida que la electrnica se haga cada vez ms pequea.

El transistor de nanotubos de carbono ms pequeo jams creado, un dispositivo de nueve nanmetros, funciona mejor de lo que lo haya hecho cualquier otro transistor del mismo tamao.

Durante ms de una dcada, los investigadores han prometido que los nanotubos de carbono, con sus propiedades elctricas superiores, permitiran crear mejores transistores a tamaos cada vez ms pequeos, aunque esa afirmacin no haba sido probada en el laboratorio a tales extremos. Investigadores de IBM han fabricado transistores de nanotubos y aseguran que esta es la primera evidencia experimental de que el material resulta un potencial reemplazo viable del silicio a un tamao menor de 10 nanmetros.

"Los resultados realmente resaltan el valor de los nanotubos en el tipo ms sofisticado de transistores", afirma John Rogers, profesor de ciencias de los materiales en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE.UU.). "Sugieren, muy claramente, que los nanotubos tienen el potencial de lograr realmente competir con el silicio, o de ser un elemento complementario".

La disminucin del tamao de los transistores de silicio en las ltimas dcadas ha reducido el coste de la electrnica y ha conducido a una mayor potencia de procesamiento con un menor consumo de energa. Sin embargo, la reduccin de la electrnica de silicio podra tener su lmite alrededor de los 10 nanmetros, indica Aaron Franklin, investigador del Centro de Investigacin Watson de IBM en Yorktown Heights, Nueva York. "Estamos llegando a los lmites fsicos", seala. A medida que los transistores se hacen ms pequeos, es ms difcil controlar el modo en que los electrones se mueven a travs del canal de silicio para encender y apagar el transistor. Al tener que hacer frente a este comportamiento 'rebelde' que incrementa el consumo energtico, Intel anunci el ao pasado que cambiara a un nuevo diseo de transistor en tres dimensiones para su generacin de chips de 22 nanmetros. Otras empresas, sin embargo, estn trabajando en los llamados transistores de cuerpo ultrafino. No obstante, al margen de la forma que se le d, el silicio es silicio, y utilizarlo a tamaos tan pequeos presenta problemas incluso en estos nuevos diseos.

Se ha dicho de muchos materiales, entre ellos los nanotubos de carbono, que son el reemplazo potencial del silicio. Los nanotubos y otros materiales han resultado prometedores para su uso en transistores ms grandes, pero hasta ahora nadie haba hecho una demostracin de un transistor de nanotubos de carbono de menos de 10 nanmetros. "Si los nanotubos no logran ir mucho ms lejos que el silicio, trabajar en ellos es una prdida de tiempo", seala Franklin. "Hemos hecho transistores de nanotubos de dimensiones enormemente reducidas, y hemos demostrado que son mucho mejores que los mejores dispositivos de silicio".

Para comprobar cmo afecta el tamao de un transistor de nanotubos a su rendimiento, el grupo de Franklin cre varios transistores de diferentes tamaos a lo largo de un nico nanotubo. Esto les permiti controlar las posibles variaciones que puedan producirse de nanotubo a nanotubo. En primer lugar, tuvieron que colocar una capa muy delgada de material aislante sobre la que asentar los nanotubos. Despus, desarrollaron un proceso de dos pasos para agregarles puertas elctricas sin daarlos. Estas tcnicas no estn en absoluto listas para la manufactura, pero permitieron al grupo de IBM crear los primeros dispositivos de nanotubos de menos de 10 nanmetros y ponerlos a prueba en el laboratorio. El trabajo se describe en la revista Nano Letters.

El grupo de IBM demostr que su transistor de nanotubos de nueve nanmetros tena un consumo de energa mucho menor que otros transistores del mismo tamao. Adems, puede llevar ms corriente que otros dispositivos de silicio comparables, lo que da como resultado una mejor seal.

Siguen existiendo varios problemas de ingeniera importantes, explica Franklin. En primer lugar, los investigadores tienen que encontrar mejores mtodos para crear lotes puros de nanotubos semiconductores: aadir tubos metlicos a la mezcla provocara cortocircuitos en los circuitos integrados. En segundo lugar, deben crear un modo de colocar un gran nmero de nanotubos en una superficie con una alineacin perfecta.

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Intel reinventa el transistor empleando una nueva estructura tridimensionalPublicado por Intel Espaa en Sala de noticias Intel Espaa encendido 04-may-2011 9:45:23 Los nuevos transistores para los chips de 22 nanmetros combinan ahorro energtico y mayores prestaciones como nunca hasta ahora

ASPECTOS DESTACADOS Intel anuncia una importante revolucin tcnica y una innovacin histrica en el campo de los microprocesadores: los primeros transistores en tres dimensiones, con la tecnologa que Intel ha bautizado como Tri-Gate. La transicin a los transistores tridimensionales Tri-Gate permite mantener la constancia en los avances tecnolgicos, y permitir que la Ley de Moore se siga cumpliendo durante aos. Su capacidad indita para combinar prestaciones superiores con ahorro energtico abre las puertas a nuevas posibilidades de innovacin para toda una gama de dispositivos basados en chips de 22 nm, que iran desde los dispositivos mviles ms pequeos hasta potentes servidores para computacin en nube. Un nuevo microprocesador de 22 nm, bajo el nombre en clave "Ivy Bridge", ser el primer chip de produccin en masa en emplear los transistores tridimensionales Tri-Gate.Madrid, 4 de mayo de 2011.- Intel Corporation ha anunciado hoy un importante salto cualitativo en la evolucin de los transistores, los microscpicos componentes clave en toda la electrnica moderna. Por vez primera desde la invencin de los transistores de silicio hace ya ms de 50 aos, Intel iniciar la produccin en masa de transistores creados con estructuras tridimensionales. As, la compaa introducir un revolucionario diseo de transistores tridimensionales, llamados Tri-Gate, que la compaa ya plante por primera vez en 2002, y los producir en grandes volmenes en el nodo de 22 nanmetros para una generacin de chips que Intel ha bautizado con el nombre en clave de Ivy Bridge.

Los transistores tridimensionales Tri-Gate representan una ruptura fundamental con la estructura bidimensional que durante dcadas no slo ha dado vida a todos los ordenadores, mviles y dispositivos electrnicos creados hasta la fecha, sino a todos los controles electrnicos de coches, vehculos espaciales, electrodomsticos, equipamientos mdicos y, a efectos prcticos, los miles de dispositivos cotidianos.

Los cientficos e ingenieros de Intel han reinventado el transistor una vez ms, y esta vez lo han hecho abrindolos a la tercera dimensin, afirma Paul Otellini, presidente y consejero delegado de Intel. Las posibilidades que ofrecen estos nuevos transistores contribuirn a crear dispositivos increbles que cambiarn el mundo y nos permitirn seguir cumpliendo con la Ley de Moore adentrndonos en nuevos campos, aadi.

Desde hace aos, los cientficos son conscientes de las ventajas que presentaran la estructura tridimensional en los transistores de cara a seguir cumpliendo la Ley de Moore, mxime en un momento en el que las dimensiones de los dispositivos se reducen hasta tal punto que las leyes de la fsica se convierten en obstculos para la innovacin. La clave de la revolucin a la que asistimos hoy es la capacidad de Intel de implementar su novedoso diseo de transistores tridimensionales Tri-Gate en la produccin a gran escala, inaugurando con ello una nueva era para la Ley de Moore y posibilitando as la creacin de una nueva generacin de productos innovadores para un amplio espectro de dispositivos.

La Ley de Moore es una prediccin del desarrollo de la tecnologa de semiconductores de silicio que afirma que la densidad de los transistores de un chip se dobla aproximadamente cada 2 aos, aumentando as su funcionalidad y prestaciones, al tiempo que se reducen los costes. Esta Ley se ha erigido en el modelo bsico de negocio para el sector de los semiconductores desde hace ya ms de 40 aos.

Un ahorro energtico y un aumento de las prestaciones sin precedentesLos transistores tridimensionales Tri-Gate de Intel permiten a los chips basados en ellos operar a un voltaje ms reducido con menores prdidas elctricas, con lo que, si se los compara con los transistores ms avanzados de la generacin anterior, ofrecen una combinacin de prestaciones y eficiencia energtica sin precedentes. Estas posibilidades brindan a los diseadores de chips la suficiente flexibilidad como para elegir diseos de transistores orientados a un menor consumo energtico o a alcanzar las mximas prestaciones, dependiendo de la finalidad del chip.

Los transistores tridimensionales Tri-Gate en 22 nanmetros ofrecen un incremento del rendimiento de hasta un 37% en voltajes bajos respecto a los transistores de 32 nm que Intel produce en la actualidad. Este increble aumento de las prestaciones facilita su uso en pequeos dispositivos mviles, ya que emplean menos energa al cambiar entre sus estados. Por otro lado, a igualdad de rendimiento, estos nuevos transistores consumen menos de la mitad energa que los transistores bidimensionales empleados en los chips de 32 nm.

El aumento del rendimiento y el ahorro energtico que ofrecen los transistores tridimensionales Tri-Gate, exclusivos de Intel, no tienen comparacin con ninguno otro que hayamos visto antes, afirma Mark Bohr, investigador jefe de Intel. Este logro revolucionario va ms all de una mera perpetuacin de la Ley de Moore. Lo ptimo de su comportamiento en entornos de bajo voltaje y consumos energticos reducidos supera con creces los avances que hemos vivido en el pasado al evolucionar de un nodo de proceso al siguiente. Estos transistores brindarn a los diseadores de productos la suficiente flexibilidad como para hacer que los dispositivos actuales sean ms inteligentes y adems crear nuevos productos. Desde Intel, creemos que este logro tcnico aumentar ms si cabe la ventaja tecnolgica de la compaa respecto del resto del sector de los semiconductores.Manteniendo el ritmo innovador: la Ley de MooreCada da los transistores son ms pequeos y baratos y alcanzan una mayor eficiencia energtica, tal y como reza la Ley de Moore, que recibe su nombre por Gordon Moore, cofundador de Intel. Gracias a esta evolucin, Intel ha podido innovar e integrar en sus productos, aadiendo ms funciones y ncleos de ejecucin a cada generacin de chips, aumentando sus prestaciones y reduciendo el coste de produccin por transistor.

Con la introduccin de la generacin de proceso de 22 nm, mantener la evolucin de la Ley de Moore es una labor ms compleja que nunca. En previsin de este problema, en 2002, los cientficos de Intel inventaron lo que dieron en llamar como transistores Tri-Gate, que reciben su nombre por los tres lados de su "puerta". La presentacin de hoy es fruto de aos de trabajo altamente coordinado por parte de las reas de investigacin, desarrollo y produccin de Intel, y marca la implementacin de este proyecto en la produccin a gran escala.

Los transistores tridimensionales Tri-Gate son una reinterpretacin del transistor convencional. As, los tradicionales transistores bidimensionales planos se ven reemplazados por conducciones tridimensionales de silicio de un grosor increblemente reducido, que se alzan en vertical desde el sustrato de silicio. El control de las corrientes se realiza mediante la implementacin de "puertas" a cada uno de los tres lados expuestos de la conduccin, dos en cada lado y una tercera en la parte superior, en lugar de una nica puerta en la parte superior, como suele ser el caso de los transistores bidimensionales. El control adicional que brindan estas puertas permite que la corriente circule con todo el flujo posible cuando el transistor est en el estado "ON" (para un mayor rendimiento), y que esta sea prcticamente nula cuando ste est en su estado "OFF" (para minimizar el consumo energtico). Adems, este sistema permite al transistor pasar de uno a otro estado con gran rapidez, una vez ms, para alcanzar las mximas prestaciones posibles.

Del mismo modo en que los rascacielos permiten a los urbanistas optimizar el uso del espacio disponible mediante la construccin en altura, la estructura de los transistores tridimensionales Tri-Gate de Intel ofrece un medio de optimizar la densidad. Dado que estas conducciones son de perfil vertical, pueden colocarse juntas en menor espacio, un factor crtico a la hora de aprovechar las ventajas tecnolgicas y econmicas que plantea la Ley de Moore. De cara a futuras generaciones de productos, los diseadores tendrn la posibilidad de seguir desarrollando estas conducciones en vertical para obtener as un rendimiento y una eficiencia energtica an mayores.

Para Moore, durante aos hemos visto limitaciones a la miniaturizacin de los transistores. Este cambio en la estructura bsica del transistor constituye un planteamiento revolucionario que debera posibilitar la continuacin de la Ley de Moore y de la cadencia histrica de la innovacin.

La primera muestra de transistores tridimensionales Tri-Gate en proceso de 22 nm de la historiaLos transistores tridimensionales Tri-Gate se implementarn en el prximo proceso de produccin de la compaa, llamado nodo de 22 nm en referencia al tamao de los elementos de cada transistor. As, gracias al proceso de 22 nm, en el punto final de esta frase podran caber ms de 6 millones de transistores Tri-Gate.

Hoy Intel ha mostrado al pblico su primer procesador realizado en 22 nm bajo el nombre en clave Ivy Bridge, que se ha podido ver en un ordenador porttil, en uno de sobremesa y en un servidor. Los procesadores de la familia Intel Core basados en Ivy Bridge sern los primeros en implementar la produccin en masa de transistores tridimensionales Tri-Gate. Intel prev que la familia Ivy Bridge est lista para la produccin a gran escala antes de fin de ao.

Esta revolucin en la tecnologa de los semiconductores contribuir adems a ofrecer productos basados en los procesadores Intel Atom ms integrados y que permitan contar con el rendimiento, funcionalidad y compatibilidad de software necesario para una amplia variedad de sectores de mercado, al tiempo que satisfagan sus requisitos de consumo energtico, coste y tamao.

Acerca de IntelIntel (NASDAQ: INTC), es un lder mundial en innovacin informtica. La compaa disea y fabrica tecnologas fundamentales que sirven como base para los dispositivos informticos del mundo. Para ms informacin, visite la direccin: newsroom.intel.com y blogs.intel.com.

Tambin puede seguirnos en Twitter: @intel_spain

* Intel, Intel Core, Atom y el logotipo de Intel son marcas comerciales de Intel Corporation en los EE.UU. y en otros pases.

* Otras marcas pueden ser propiedad de otras compaas.

Transistores

Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida, el diseo de circuitos electrnicos de reducido tamao, gran versatilidad y facilidad de control.

Vienen a sustituir a las antiguas vlvulas termoinicas de hace unas dcadas. Gracias a ellos fue posible la construccin de receptores de radio porttiles llamados comnmente "transistores", televisores que se encendan en un par de segundos, televisores en color... Antes de aparecer los transistores, los aparatos a vlvulas tenan que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban ms de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningn caso podan funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenan.

Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:

Amplificacin de todo tipo (radio, televisin, instrumentacin)

Generacin de seal (osciladores, generadores de ondas, emisin de radiofrecuencia)

Conmutacin, actuando de interruptores (control de rels, fuentes de alimentacin conmutadas, control de lmparas, modulacin por anchura de impulsos PWM)

Deteccin de radiacin luminosa (fototransistores)

Los transistores de unin (uno de los tipos ms bsicos) tienen 3 terminales llamados Base, Colector y Emisor, que dependiendo del encapsulado que tenga el transistor pueden estar distribuidos de varias formas.

Por otro lado, los Transistores de Efecto de Campo (FET) tienen tambin 3 terminales, que son Puerta (Gate), Drenador (Drain) y Sumidero (Sink), que igualmentedependiendo del encapsulado que tenga el transistor pueden estar distribuidos de varias formas.

Tipos de Transistores. SimbologaExisten varios tipos que dependen de su proceso de construccin y de las apliaciones a las que se destinan. Aqu abajo mostramos una tabla con los tipos de uso ms frecuente y su simbologa:

Transistor Bipolar de Unin (BJT)

Transistor de Efecto de Campo, de Unin (JFET)

Transistor de Efecto de Campo, de Metal-xido-Semiconductor (MOSFET)

Fototransistor

Nota: En un esquema electrnico, los transistores se representan mediante su smbolo, el nmero de transistor (Q1, Q2, ...) y el tipo de transistor, tal como se muestra aqu:

Aqu podemos ver una seleccin de los transistores ms tpicos, mostrando su encapsulado y distribucin de patillas. (Para ver la imgen en grande se puede hacer click sobre ella).

Encapsulado de TransistoresAhora vamos a ver los transistores por fuera. Estn encapsulados de diferentes formas y tamaos, dependiendo de la funcin que vayan a desempear. Hay varios encapsulados estndar y cada encapsulado tiene una asignacin de terminales que puede consultarse en un catlogo general de transistores.

Independientemente de la cpsula que tengan, todos los transistores tienen impreso sobre su cuerpo sus datos, es decir, la referencia que indica el modelo de transistor. Por ejemplo, en los transistores mostrados a la derecha se observa la referencia "MC 140".

Cpsula TO-3. Se utiliza para transistores de gran potencia, que siempre suelen llevar un radiador de aluminio que ayuda a disipar la potencia que se genera en l.Arriba a la izquierda vemos su distribucin de terminales, observando que el colector es el chasis del transistor. Ntese que los otros terminales no estn a la misma distancia de los dos agujeros.A la derecha vemos la forma de colocarlo sobre un radiador, con sus tornillos y la mica aislante. La funcin de la mica es la de aislante elctrico y a la vez conductor trmico. De esta forma, el colector del transistor no est en contacto elctrico con el radiador.

Cpsula TO-220. Se utiliza para transistores de menos potencia, para reguladores de tensin en fuentes de alimentacin y para tiristores y triacs de baja potencia.Generalmente necesitan un radiador de aluminio, aunque a veces no es necesario, si la potencia que van a disipar es reducida.Abajo vemos la forma de colocarle el radiador y el tornillo de sujeccin. Se suele colocar una mica aislante entre el transistor y el radiador, as como un separador de plstico para el tornillo, ya que la parte metlica est conectada al terminal central y a veces no interesa que entre en contacto elctrico con el radiador.

Cpsula TO-126. Se utiliza en transistores de potencia reducida, a los que no resulta generalmente necesario colocarles radiador.Arriba a la izquierda vemos la asignacin de terminales de un transistor BJT y de un Tiristor.Abajo vemos dos transistores que tienen esta cpsula colocados sobre pequeos radiadores de aluminio y fijados con su tornillo correspondiente.

Cpsula TO-92. Es muy utilizada en transistores de pequea seal.En el centro vemos la asignacin de terminales en algunos modelos de transistores, vistos desde abajo.Abajo vemos dos transistores de este tipo montados sobre una placa de circuito impreso. Ntese la indicacin "TR5" de la serigrafa, que indica que en ese lugar va montado el transistor nmero 5 del circuito, de acuerdo al esquema elctrnico.

Cpsula TO-18. Se utiliza en transistores de pequea seal. Su cuerpo est formado por una carcasa metlica que tiene un saliente que indica el terminal del Emisor.

Cpsula miniatura. Se utiliza en transistores de pequea seal. Al igual que el anterior, tienen un tamao bastante pequeo.

Para ms informacin acerca del encapsulado de los transistores, hemos colocado aqu estas hojas de caractersticas. En ellas se observan la forma y dimensiones de los diferentes tipos de transistores.

IIMAGENES DE TRANSISTORES

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