12.1 : Transistor de unión bipolar

Los transistores de unión bipolar (BJT) son elementos esenciales en los circuitos electrónicos y desempeñan un papel crucial en la funcionalidad de amplificadores, memorias y microprocesadores. Estos transistores pueden diseñarse como NPN o PNP según sus patrones de dopaje. Constan de tres capas: emisor, base y colector. La configuración de estas capas y sus respectivos niveles de dopaje (con impurezas tipo N o tipo P) definen el tipo de transistor y sus características operativas.

La estructura de un BJT implica dos uniones p-n, que forman una configuración tipo sándwich donde el emisor está fuertemente dopado para inyectar portadores en la base, que está moderadamente dopada y es muy delgada. Este diseño garantiza un transporte eficiente por todo el dispositivo. El colector, al ser ligeramente dopado y más ancho, recoge estos soportes. Este diseño en capas y la estrategia de dopaje son cruciales para la funcionalidad del transistor, permitiéndole amplificar o conmutar señales eléctricas de manera eficiente.

El término "bipolar" se refiere al uso de electrones y huecos como portadores de carga en el funcionamiento de estos transistores, en contraste con los dispositivos unipolares que dependen únicamente de un tipo de portador de carga. Este mecanismo de doble portador mejora la flexibilidad de los BJT en una amplia gama de aplicaciones electrónicas.

En los circuitos digitales, los BJT se emplean a menudo como interruptores para activar o desactivar el flujo de corriente. Su capacidad para amplificar señales en circuitos analógicos los convierte en amplificadores invaluables. La dirección del flujo de corriente en un BJT, indicada por una flecha en el símbolo del circuito, distingue aún más su configuración NPN o PNP, resaltando la condición de polarización directa necesaria para su funcionamiento. El transistor de unión bipolar sigue siendo un componente vital en la electrónica moderna, y sus aplicaciones abarcan desde la amplificación de señales hasta la conmutación digital.