Cómo funciona un BJT: una perilla pequeña gobierna un flujo grande
Sube la corriente de base para agrandar el flujo de colector
El emisor de la izquierda vuelca portadores en la base. La base es delgada, así que casi todos son barridos hacia el colector a la derecha y solo una parte diminuta sale por el terminal de base. Sube la corriente de base y el flujo de colector se engrosa en un múltiplo grande.
Dos uniones en torno a una base delgada
Un BJT se construye con dos uniones pn colocadas espalda con espalda. Una base delgada queda en medio, con un emisor muy dopado a un lado y un colector al otro. En operación la unión de emisor está en directo y la de colector en inverso. Lo que lo diferencia de simplemente conectar dos diodos es justamente que la base es muy delgada.
La base delgada es el secreto
La unión de emisor en directo vuelca una cantidad enorme de portadores en la base. Como la base es delgada y poco dopada, esos portadores apenas se recombinan al cruzarla. Entonces el fuerte campo de la unión de colector en inverso barre casi todos hacia el colector. Solo alrededor de uno de cada cien se recombina en la base y sale por el terminal de base, y esa pequeña fracción es precisamente la corriente de base.
Control de corriente: perilla pequeña, flujo grande
Como la fracción de recombinación es constante, la corriente de colector es siempre el mismo múltiplo de la de base. Ese múltiplo es la ganancia de corriente β, a menudo en torno a cien. Sube un poco la corriente de base y la de colector sube β veces más. Gobernar un gran flujo de colector con la pequeña perilla de la corriente de base, ese control de corriente es la base de la amplificación construida en las próximas unidades.
De vuelta a la primera pantalla
Cada vez que subiste la corriente de base, el flujo de colector se engrosó en un múltiplo grande. Lo que fijó ese grosor fue la base delgada. Los portadores que el emisor vertió cruzaron la base delgada sin recombinarse y fueron casi todos barridos al colector. El puñado que se fuga a la base es la corriente de base, el haz que va al colector es la de colector, y su razón es β. Gobernar un gran flujo con una perilla pequeña, ese control de corriente es la esencia del transistor.
Lo que sigue
Ya tienes la ganancia de corriente. Pero para usarla, el transistor debe estar ya encendido, fijado en un punto donde fluyan corrientes de base y colector adecuadas. La siguiente unidad fija ese punto de operación con resistores: la polarización de CC. Antes de amplificar una señal, primero construyes el lugar donde se amplificará.