Cuando hablamos de transistores solemos tener en mente uno del tipo bipolar. En la mayoría de los casos, los tipos especiales como los FETs se denominan por su nombre de grupo, y no por la palabra transistor.

Los transistores son semiconductores con tres terminales, Emisor, Base y Colector. Se utilizan principalmente para conmutar y amplificar señales eléctricas. Hoy en día, los transistores de silicio han superado por completo a los de germanio, que constituyeron el inicio de la era de los semiconductores. Ambos tipos de transistores de silicio y de germanio, estan disponibles en versión P-N-P y N-P-N.

La característica más destacable del transistor bipolar, es su capacidad para actuar como amplificador de corriente. Gracias a ello, la potencia de salida que se obtiene, es mayor, debido a la amplificación de una señal eléctrica que es controlada por el transistor. Esto es que, la corriente de base, se multiplica internamente por el factor de ganancia, y produce un aumento en la corriente de colector. De hecho, la magnitud de la corrriente de colector aumenta con la corriente de base, así pues, de una corriente de base constante se obtiene una corriente de colector que permance prácticamente constante en un margen muy ancho, entre unos 5 V y 20 V.

Su estructura interna recuerda a la del diodo, pero es algo más compleja, pues en vez de tener una unión P-N tiene dos, que separan una región central, de un tipo, de las dos extremas, de tipo contrario a la central. Esto puede hacerse de dos maneras: con una región central de tipo N y dos extremas de tipo P (estructura PNP); o bien con una región central de tipo P y dos extremas de tipo N (estructura NPN). Las dos estructura funcionan de forma similar, pero con tensiones de alimentación de polaridad contraria.

La región central recibe el nombre de base y las extremas de denominan colector y emisor. La inclusión de una segunda unión PN y el hecho de que la región de base sea muy estrecha dan lugar a la aparición del "efecto transistor". La descripción esquemática de este fenómeno es como sigue: al aplicar al transistor la tensión de alimentación correcta la unión colector-base queda polarizada en sentido inverso y normalmente no pasará corriente por ella. Ahora bien, la intensidad que atraviesa la unión emisor-base hace aparecer en esta última un determinado tipo de cargas eléctricas. Estas, debido a la proximidad de la unión colector-base, se ven atraidas por su campo eléctrico y la atraviesan, dando lugar a una corriente que pasa de colector a base y de ésta a emisor. Una importante característica de este fenómeno es que una pequeña corriente de base provoca el paso de una corriente de colector importante. El transistor puede, entonces, amplificar una corriente. Los diferentes tipos de transistores son:

Otra consecuencia importante es la posibilidad de utilizar un transistor como interruptor eléctrico en modo de conmutación. En efecto, si la corriente de base es nula, no pasará corriente del colector al emisor: el transistor se comportará como un interruptor abierto (en corte). Si la corriente de base es suficientemente intensa, la corriente de colector depende solamente del circuito externo y la tensión entre colector y emisor se reduce a un valor muy bajo: el transistor se comporta de modo semejante a un interruptor cerrado. En este caso se dice que el transistor trabaja en régimen de saturación.

Tanto los diodos como los transistores se caracterizan por su gran robustez mecánica pero, en cambio, son frágiles en dos aspectos: el eléctrico y el térmico, por lo que son indispensables ciertas precauciones en su empleo. Hay que tener en cuenta los límtes de tensión, corriente, potencia y temperatura que señala el fabricante y asegurarse de que en ningún caso se sobrepasarán. Esto obliga, entre otras cosas, a montar los transistores de potencia sobre un radiador adecuado, para que su temperatura interna no exceda el límite permitido y no se dañe internamente. Para ello, es importante leer las características que viene en la hoja de datos que suministra el fabricante del transistor con objeto de tener en cuenta las tensiones de trabajo, corriente, potencia, ganancia, temperatura, etc. y así evitar un mal funcionamiento y destrucción del mismo.

En la siguiente figura se muestra dos circuitos fundamentales de polarización para transistores N-P-N (rama izquierda) y transistores P-N-P (rama derecha). En el ramal de la izquierda muestra un transistor N-P-N en configuración de emisor común. La resistencia serie RB suministra una corriente constante a la base. La corriente de colector resultante, que fluye a través de RC, es el producto de la corriente de base y el factor de ganancia de corriente del transistor. Las corrientes de base y de colector se suman cuando salen del transistor a través del terminal de emisor.

El factor de ganancia de corriente típico para transistores de baja señal cae entre 100 y 1000, y para los transistores de potencia entre los 10 y 50. Así pues, la corriente de base suele ser muy pequeña con respecto a la corriente de colector, por lo que se desprecia.

Otro tipo de transistor muy utilizado es el FET, Transistor de Efecto de Campo, que puede ser controlado, sin consumo de potencia, mediante un campo eléctrico. En este aspecto, los FETs se comportan de forma muy similar a las válvulas termoiónicas.

El terminal de puerta G, es el electrodo de entrada, que permite controlar el flujo de corriente entre el drenador D y la fuente S. La tensión de puerta, se mide entre la puerta G y la fuente S. La impedancia de entrada del FET es típicamente muy alta. Análogamente a la subdivisión en tipos n-p-n y p-n-p de los transistores bipolares, los FETs vienen en versiones de canal P y canal N.

En la siguiente figura se muestra un circuito básico de un FET de canal N (rama izquierda) y de un FET de canal P (rama derecha). Ambos tipos conducen con una tensión puerta-fuente igual a 0V por lo que se llaman dispositivos de deplexión. El ciruito con el FET canal N, de forma similar al transistor bipolar, la corrinte de drenador (el equivalente para el FET de la corriente de colector) es prácticamente constante para valores de tensión de drenador-fuente, entre 5V y el valor máximo. Dado que la puerta presenta una impedancia muy alta, se controla por tensión, más que por corriente, como sucedía en la base del transistor bipolar. Así pues, la tensión aplicada a la puerta determina la corriente de drenador. Una tensión de puerta de 0V en un FET de deplexión, tiene como consecuencia una conducción máxima. La corriente de drenador puede reducirse haciendo que la puerta sea negativa respecto a la fuente.

Dentro de los FETs nos encontramos con los MOSFETs de deplexión. En general su impedancia de entrada extremadamente alta se consigue con una pequeña capa aislante de oxido de silcio, que separa la puerta G del canal drenador-fuente D-S. Las características eléctricas de los MOSFETs de deplexión son muy similares a las de los FETs de deplexión normales. Los MOSFETs de deplexión se utilizan habitualmente en aplicaciones de alta frecuencia o de circuitos digitales. A igual que algunos tipos de transistores bipolares, los MOSFETs de potencia son capaces de conmutar tensiones altas para corrientes elevadas.

La categoría de los FETs se divide en seis tipos básicos cuyo símbolos se muestran en la siguiente figura.

El transistor es la piedra angular de los dispositivos electrónicos modernos y parte esencial de los sistemas electrónicos. Siguiendo su desarrollo en 1947 por los físicos americanos John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley. Ha revolucionado el campo de los electrónicos y pavimentado el camino para radios, calculadoras y computadoras más baratos y pequeños, entre tantas otras cosas.