Mejor respuesta
Asumiré que se refiere a un transistor bipolar. Describiré el funcionamiento de un transistor bipolar tipo NPN. Para un PNP, simplemente invierta las polaridades. Mi descripción será tan simple y básica como se me ocurra. Una vez que tenga la idea básica, puede profundizar más y obtener una mejor comprensión de la ciencia subyacente que explica cómo funciona.
Un transistor puede usarse como amplificador o como interruptor.
Las tres conexiones al transistor se denominan base, colector y emisor.
Si el emisor está conectado al terminal negativo tge de una batería, y el colector tiene el terminal positivo conectado a él , pero a través de una resistencia para limitar el flujo de corriente, en realidad no fluirá corriente. El camino a través del colector y el emisor es equivalente a dos diodos con uno en la dirección inversa al otro. (Un diodo es un rectificador y solo conduce en una dirección).
Sin embargo, si se aplica otra batería a través de una resistencia variable con el limpiaparabrisas yendo a la base, y el lado negativo conectado al emisor, entonces , a medida que se gira la resistencia variable para aumentar gradualmente el voltaje en la base, una pequeña corriente fluirá hacia la base.
En consecuencia, el funcionamiento del transistor hará que fluya una corriente mucho mayor desde la primera batería y la ruta colector-emisor.
La relación entre la corriente más grande y la corriente más pequeña es la ganancia del amplificador.
Ahora, si la resistencia variable se gira hacia adelante y hacia atrás para modular la corriente de entrada en la base, entonces la corriente del colector variará de manera similar pero de manera amplificada. *
Si la resistencia variable se enrolla hacia atrás, las corrientes de base y colector se pueden reducir a cero. Si se enrolla hacia adelante, el transistor se puede «encender» completamente, sin aumentar más la corriente del colector. Esto se llama «saturación». Los dos estados, encendido y apagado, son como un interruptor que se enciende y apaga, y eso es representativo de un transistor usado como interruptor.
Nota: Yendo más allá, debo agregar que también se puede dejar la resistencia variable en un ajuste que proporciona aproximadamente la mitad del voltaje disponible en el colector con respecto al emisor. Este ajuste generalmente se describe como «ajustar el sesgo». Por ejemplo, para un amplificador de audio, se puede aplicar una entrada de audio a la base utilizando un condensador o un pequeño transformador de audio. De manera similar, una salida de audio se puede extraer usando un transformador de audio en serie con el colector o un condensador conectado a él.
Respuesta
Diodos Primero hablemos de diodos porque son los más simples. Son esencialmente válvulas unidireccionales para corriente.
Una aplicación muy simple es la protección de polaridad inversa. Ha diseñado un dispositivo que usa baterías AA. Desafortunadamente, explotaría si el usuario coloca la batería al revés. Eso es indeseable.
Puede solucionarlo agregando un diodo en línea con la batería, de modo que si el la batería está insertada al revés, no habrá flujo de corriente y su dispositivo no se dañará.
(PD. Este es solo un ejemplo. De hecho, hay formas más eficientes de implementar la protección contra polaridad inversa usando MOSFETs – Página en ti.com )
Otra aplicación muy común es el rectificador. Tiene un voltaje de CA. Quieres convertirlo en DC. ¿Cómo lo haces?
Bueno, el primer paso es cortar las partes negativas, para que tu voltaje se vea así:
(Imagen de Mejora de un circuito rectificador de media onda existente en el generador )
Puede hacerlo mediante simplemente tener un diodo en serie con voltaje de entrada (como para protección de polaridad inversa).
Si usa 4 diodos, puede crear un mejor rectificador (llamado rectificador de onda completa si desea buscarlo ) que en realidad también puede usar las partes negativas de los ciclos.
Transistores Los transistores son la piedra angular de muchas cosas. Por ejemplo, tenga en cuenta que los amplificadores operacionales están formados por transistores.
Pueden usarse para amplificación, pero lo dejaremos para más adelante. Hablaremos sobre cómo elegimos amplificadores operacionales frente a cómo usarlos. transistores directamente.
El uso más común de un transistor es como interruptor controlado eléctricamente.
Por ejemplo, tiene un pequeño microcontrolador con salida de 5V, que puede suministrar un máximo de 50 mA. ¿Cómo se puede usar para controlar un motor de 50 V que consume 20 A?
Para eso están los transistores. Le permiten controlar una corriente grande con una corriente pequeña (en el caso de los BJT). Eso Eso es lo que la gente quiere decir cuando dicen que los transistores amplifican. Obviamente, los transistores no pueden romper las leyes de la física y darle más energía de la que usted pone, pero lo que pueden hacer es permitirle controlar grandes corrientes con pequeñas corrientes (y voltajes).
Hay muchas otras formas en las que puede usar los transistores, pero como interruptor es la más común.
Amplificadores operacionales Los amplificadores operacionales son dispositivos mucho más complicados compuestos por muchos transistores, condensadores y resistencias. Están todos empaquetados en paquetes pequeños y convenientes.
Los amplificadores operacionales también se pueden usar para muchas cosas, pero el uso principal es cuando necesitas hacer aritmética precisa con señales.
Por ejemplo, tiene una pequeña señal de 10 mV de un micrófono y desea amplificarla a 1 V para un altavoz. Puede usar un amplificador operacional configurado como amplificador.
También puede usar fácilmente amplificadores operacionales para construir circuitos que suman, restan, restan y luego multiplican, comparan, oscilan e incluso diferencian (consulte Aplicaciones de amplificador operacional ).
También se pueden usar cuando se desea controlar un voltaje / corriente grande desde un voltaje pequeño (como con un transistor) , pero desea que la escala sea precisa. Por ejemplo, como amplificadores de audio.
También puede usar transistores directamente para hacer muchas de estas cosas, sin embargo, los transistores tienen muchas no-idealidades. Los amplificadores operacionales están mucho más cerca de los amplificadores ideales que los transistores. Están diseñados por maravillosos ingenieros de TI y AD, etc., cuyo trabajo es combinar varios (a veces bastantes) transistores para crear estos amplificadores casi ideales. Por lo general, cuando necesitamos hacer una amplificación precisa, solo usamos estos chips, en lugar de diseñar amplificadores directamente desde transistores.