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Diferencias entre transistores bipolares y MOSFETs

Introducción

La electrónica es una rama de la física y la ingeniería que trata sobre la utilización de materiales y dispositivos que permiten el control y el flujo de la corriente eléctrica. La historia de la electrónica está llena de inventos revolucionarios, desde el descubrimiento del electrón por parte de J.J. Thomson en 1897, hasta la creación del primer transistor en Bell Labs en 1947. Desde entonces, los transistores se han convertido en uno de los componentes más importantes de la electrónica moderna. En este artículo vamos a hablar sobre las diferencias entre dos tipos de transistores muy utilizados: los transistores bipolares y los MOSFETs.

¿Qué es un transistor?

Un transistor es un dispositivo semiconductor que permite controlar el flujo de la corriente eléctrica a través de tres capas de material semiconductor: la capa de material tipo "p" (donde los huecos son mayoría), la capa de material tipo "n" (donde los electrones son mayoría) y la capa de material tipo "p" (nuevamente, con huecos como mayoría). Los transistores son utilizados como amplificadores y como interruptores electrónicos.

Transistor bipolar

Un transistor bipolar se compone de tres capas de material semiconductor: dos capas de material tipo "p" y una de material tipo "n". La capa de material tipo "n" se encuentra en el medio y se llama base. A su alrededor se encuentran las capas de material tipo "p", llamadas emisor y colector. La corriente fluye desde el emisor hacia el colector a través de la base. La importancia de la base es que permite controlar el flujo de la corriente. Al aplicar una señal eléctrica a la base, se puede controlar la corriente que fluye desde el emisor hacia el colector. El transistor bipolar tiene dos modos de operación: activo y corte. En el modo activo, el transistor se comporta como un amplificador de corriente, donde una pequeña corriente en la base permite controlar una corriente mucho mayor en el colector. En el modo de corte, el transistor se comporta como un interruptor abierto y no permite el paso de corriente.

MOSFET

Un MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) se compone de tres capas de material semiconductor: material tipo "n" (los electrones son mayoría) y dos capas de material aislante. Consta de una fuente y un drenador (drenador, en español) que están conectados a las capas de material tipo "n" y una puerta (puerta, en español) que está conectada a la capa de material aislante. La diferencia entre un MOSFET y un transistor bipolar es que en un MOSFET, la corriente fluye de la fuente al drenador a través de la capa de material tipo "n" y se controla mediante la aplicación de una tensión a la capa de material aislante. El MOSFET tiene dos modos de operación: corte y saturación. En el modo de corte, el MOSFET no conduce corriente y el comportamiento del MOSFET es idéntico al transistor bipolar en modo corte. En el modo de saturación, el MOSFET se comporta como un interruptor cerrado y permite el paso de corriente.

Diferencias entre transistores bipolares y MOSFETs

Las diferencias entre los transistores bipolares y los MOSFETs son las siguientes:
  • Los transistores bipolares son dispositivos de corriente, mientras que los MOSFETs son dispositivos de voltaje.
  • Los transistores bipolares tienen una menor impedancia de entrada (en torno a unos cientos de ohms), mientras que los MOSFETs tienen una mayor impedancia de entrada (en torno a varios megohms).
  • Los transistores bipolares tienen una tasa de transferencia de carga más alta que los MOSFETs (en general, unos 50-100 MHz frente a unos 20-30 MHz).
  • Los transistores bipolares son más adecuados para aplicaciones de alta corriente, mientras que los MOSFETs son más adecuados para aplicaciones de alta tensión.
En resumen, los transistores bipolares y los MOSFETs son dos tipos diferentes de transistores que se utilizan en aplicaciones electrónicas. Los transistores bipolares son dispositivos de corriente que son capaces de amplificar señales de alta frecuencia. Los MOSFETs son dispositivos de voltaje que se utilizan para controlar grandes corrientes en aplicaciones de alta tensión. Ambos tipos de transistores tienen sus propias ventajas y desventajas, y la elección del tipo de transistor a utilizar dependerá de la aplicación específica.