colector

En un transistor de unión bipolar (BJT), el colector es el terminal que recibe la corriente de salida amplificada. Se encuentra opuesto al emisor en la estructura del dispositivo: la corriente entra por la base (el terminal de control), se amplifica dentro del transistor y sale por el colector. El colector suele estar dopado más ligeramente que el emisor, y la región entre el emisor y el colector (la base) es extremadamente delgada, a menudo menos de 1 micrómetro.

El colector debe polarizarse a un potencial más alto que el emisor para un transistor NPN en modo activo. Esta polarización inversa en la unión colector-base es esencial para que el transistor amplifique; ensancha la región de agotamiento y permite que los portadores minoritarios (electrones en un dispositivo NPN) sean arrastrados hacia el terminal del colector con alta velocidad. Si se elimina esta polarización, la amplificación se detiene.

Configuraciones comunes y problemas

La corriente del colector en sí no es la señal de control; es proporcional a la corriente de la base, y la relación se denomina ganancia de corriente o beta. En un transistor saturado, ambas uniones están polarizadas directamente y la ganancia de corriente cae bruscamente, lo que hace que la saturación sea útil para aplicaciones de conmutación donde se desea que el transistor esté completamente encendido. En el estado de corte, la corriente de la base es cero y la corriente del colector se acerca a cero.

La disipación de calor en el colector es a menudo el factor limitante en los circuitos BJT. Una alta corriente de colector combinada con un alto voltaje colector-emisor produce una pérdida de potencia significativa. Por esta razón, los transistores de potencia tienen grandes pestañas metálicas en el colector y a menudo se montan en disipadores de calor. Exceder la corriente máxima del colector, el voltaje máximo colector-emisor o la disipación de potencia máxima causa daños permanentes.

El término "colector" refleja la función histórica: en los primeros diseños de transistores, la región del colector literalmente recolectaba los portadores de carga que habían sido emitidos desde el emisor y transportados a través de la base. El nombre se mantuvo a pesar de que la comprensión moderna lo trata con mayor precisión como una unión polarizada inversamente que extrae y amplifica la corriente.