Así es como lo veo, espero que agregue algo útil a la discusión:
SEMICONDUCTORES, DIODOS Y TRANSISTORES
ELECTRONES Y AGUJEROS
Pensemos en una hilera de monedas dispuestas en una línea, tocando, sobre una mesa. Mueva el centavo del extremo derecho el ancho de un centavo hacia la derecha, dejando un espacio. Luego sigue moviendo el centavo a la izquierda del espacio hacia el espacio. A medida que avanza, todos los centavos se han movido hacia la derecha y la brecha se ha movido a través de la mesa hacia la izquierda. Ahora imagine los centavos como electrones, y puede ver cómo los electrones que se mueven en un sentido a través de un semiconductor hacen que los agujeros se muevan en el sentido contrario.
Para estirar la analogía, podríamos usar pequeños montones de centavos, por lo que muchos tienen que moverse justo antes de que un agujero se mueva hacia la izquierda. O podríamos tener unos pocos centavos y mucho espacio para que los agujeros viajen fácilmente a medida que los centavos dispersos se mueven a través de los amplios espacios. Estos dos casos modelan las dos formas de silicio dopado, muchos electrones agregados y tenemos tipo N, muchos agujeros (electrones eliminados) y tenemos tipo P. Los tipos se logran mezclando (dopando) el silicio con pequeñas cantidades de otros metales.
Dado que los electrones tienen que luchar a través de los átomos de un semiconductor, su resistividad es relativamente alta. Los primeros semiconductores usaban germanio, pero, a excepción de casos especiales, hoy en día el silicio es la opción universal.
El alambre de cobre se puede visualizar como si tuviera grandes pilas de centavos, todos juntos, de modo que una corriente es el movimiento de los pocos centavos en la parte superior de las pilas, no se producen agujeros. Con tantos disponibles para la corriente, la resistividad, como sabemos, es baja.
DIODOS
El diodo semiconductor más común (hay otros tipos especializados) tiene una unión entre el tipo N y el tipo P. Si se aplica un voltaje al diodo, positivo al extremo de tipo N y negativo al otro, todos los electrones se tiran al extremo positivo, dejando agujeros en el extremo negativo. Con apenas electrones en el medio, casi no puede fluir corriente. El diodo tiene "polarización inversa"
Cuando el voltaje se aplica de la otra manera, negativo al extremo tipo N y positivo al tipo P, los electrones son atraídos hacia el centro y pueden cruzar para cancelar los agujeros en el tipo P, y fluir hacia el cable de conexión En el otro extremo de voltaje negativo, los electrones son repelidos hacia el centro del diodo, para ser reemplazados por aquellos que se inundan del cable, por lo que en general una corriente puede fluir fácilmente: el diodo está polarizado hacia adelante.
Las conexiones a un diodo se llaman "Ánodo", que es el extremo positivo cuando el diodo está polarizado hacia adelante, y el "Cátodo", que es el extremo negativo. Recuerdo esto por analogía con los mismos términos para válvulas, que necesitan un alto voltaje positivo (HT para "alta tensión" - mantenga sus dedos apagados) en el ánodo para que la corriente fluya. Un buen mnemotécnico para la polaridad de un diodo polarizado hacia adelante podría ser PPNN: "Positivo, tipo P, tipo N, negativo".
Un diodo varactor explota el hecho de que dos áreas de carga separadas, positiva y negativa, hacen un condensador crudo. Entonces, los diodos especialmente diseñados están hechos para explotar esto, cuando se invierte la polarización. El voltaje aplicado separa las cargas, formando una "capa de agotamiento" entre los contactos. El aumento del voltaje inverso aplicado hace que esta capa sea más gruesa, lo que reduce la capacidad y viceversa. Los diodos varactores se usan comúnmente en circuitos sintonizados para variar la frecuencia, reemplazando los condensadores de paletas que se usaban en los días de las válvulas.
TRANSISTORES BIPOLARES
Un transistor bipolar es aquel cuya operación depende tanto de electrones como de agujeros. Se compone de dos diodos consecutivos que comparten una capa central común. Uno de los terminales exteriores es el Colector C y el otro es el Emisor E. La conexión central es la Base B, y forma parte de los diodos CB y BE. Entonces tenemos un sándwich de tres capas. En uso normal, el diodo entre C y B tiene polarización inversa, por lo que, sin la presencia del diodo BE y su efecto, no fluiría corriente, ya que todos los electrones se tiran hacia un extremo de la sección CB, y los agujeros a el otro extremo, como en un diodo, por el voltaje aplicado.
El diodo BE está polarizado hacia adelante, por lo que puede fluir una corriente y el circuito externo está configurado para limitar esto a un valor bastante pequeño, pero todavía hay muchos agujeros y electrones que fluyen a través de la Base y el Emisor.
Ahora la parte inteligente. La conexión común de los diodos CB y BE en la Base se hace muy delgada, por lo que la inundación de electrones y agujeros en la parte BE reemplaza a los que el voltaje del colector inverso ha eliminado, y una corriente ahora puede fluir a través de este diodo CB en la dirección inversa, y luego a través de la unión BE polarizada hacia adelante al Emisor y hacia el circuito externo.
Creo que es obvio que no se puede hacer un transistor soldando dos diodos de forma consecutiva, la acción requiere el intercambio íntimo de la capa delgada dentro del Silicio.
La corriente del colector depende de que fluya una corriente de base, y el transistor está diseñado de modo que una pequeña corriente en el diodo BE abre el camino para una corriente mucho mayor en la unión CB. Así tenemos amplificación actual. Usando caídas de voltaje a través de resistencias externas, esto puede convertirse en amplificación de voltaje.
Estos transistores se denominan "bipolares" porque efectivamente tienen dos uniones.
He evitado cuidadosamente mencionar el tipo de material en los diodos CB y BE, las ideas son las mismas para ambos, y podemos tener NPN o PNP como posibles capas. La flecha, en el emisor, en el símbolo, que muestra la dirección de la corriente del colector convencional (lo opuesto al flujo de electrones), apunta en la dirección del lado negativo del voltaje CE aplicado, por lo que la corriente está "fuera de P o en N en el emisor ".
TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO, o FET
Hay muchos diseños diferentes de FET, y esta es una mirada muy simplista a su principio básico.
Estos son transistores "unipolares", aunque el término no se usa con frecuencia, porque su funcionamiento depende solo de electrones y campos eléctricos, no de agujeros.
Aquí tenemos un solo bloque de silicio dopado, el "canal", con grumos del tipo opuesto en los lados, o como un anillo circundante. Por lo tanto, solo tenemos una unión de diodos, que se llama Puerta G, entre los grumos o el anillo y el canal. El canal actúa como una resistencia, con corriente que fluye desde un extremo, la fuente S, hasta el otro, el drenaje D. La unión entre la puerta y el canal tiene polarización inversa, por lo que no fluye corriente, pero hay un campo eléctrico establecido que tira de cargas, electrones o agujeros, a los lados del canal, dejando menos disponible para la corriente SD. Por lo tanto, tenemos la corriente SD controlada por el voltaje en la puerta.
Tenga en cuenta que este es un dispositivo controlado por voltaje, prácticamente no fluye corriente dentro o fuera de la puerta. Piense en la ley de Ohm: Resistencia = Voltios / Amperios, y vemos que una corriente muy baja significa una Resistencia muy alta, por lo que se dice que el FET tiene una impedancia de entrada muy alta, su principal ventaja sobre Bi-Polar, donde, por Por el contrario, se necesita poco voltaje para enviar la corriente a través de la base, dándole una baja impedancia de entrada