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CONMUTACIÓN Y PUERTAS LÓGICAS 723
tipo de portadores, y de entre ellos vamos a analizar brevemente el caso del tran-
sistor de efecto de campo, FET, de unión. Su estructura y su símbolo son los de la
Fig. XXIX-72.
Tiene tres terminales que se denominan fuente (S), drenaje (D) y puerta (G), y
entre drenaje y fuente existe un canal, que es de tipo N en el caso de la figura. Bas-
ta cambiar los símbolos N y P para tener el esquema de un FET de canal P.
Cuando el drenaje se mantiene a potencial positivo respecto de la fuente, y la
tensión puerta-fuente V GS es cero, los electrones circulan por el canal N de S a D
constituyendo la corriente de drenaje; en el FET de canal N no hay corriente de
huecos. Si la tensión V GS se hace negativa, las dos uniones PN que hay entre la
fuente y ambas partes de la puerta se encuentran polarizadas inversamente, y las
anchuras de sus capas vacías de portadores se agrandan respecto del caso V GS =0.
Conforme V GS se hace más negativo las regiones vacías se ensanchan, el canal se
estrecha y la corriente de drenaje disminuye. Si V GS se hace lo suficientemente ne-
gativo las regiones vacías se superponen, desaparece el canal y la corriente de elec-
trones de fuente a drenaje se anula.
Se observa de lo dicho que el FET de canal N se comporta exactamente como
un triodo de vacío, en el cual el flujo de electrones del cátodo a la placa se puede
reducir hasta cero mediante el potencial negativo aplicado a la rejilla. Los principa-
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les usos del FET son los del triodo, es decir, amplificador de tensión, oscilador, etc., Fig. XXIX-72. Transistor de efecto campo (FET).
aunque frente a las válvulas presenta todas las ventajas de los dispositivos de semi-
conductores: baja tensión de trabajo, consumo mínimo, ausencia de filamento, volumen pequeñísi-
mo, mayor solidez y vida mucho más larga.
PROBLEMAS:22 al 25.
F) CONMUTACIÓN Y PUERTAS LÓGICAS
XXII 39. El transistor como conmutador
Por CONMUTACIÓN se entiende el estudio de los sistemas que permiten el análisis y el tratamien-
to de la información. Los más utilizados son los sistemas con dos estados que pueden ser represen-
tados por una variable binaria que sólo puede formar los valores convencionales 1 y 0; éstos re-
presentan la realización o no de una proposición, en general el estado 1 representa la verdad de la
proposición (todo) y el estado 0 la falsedad de la misma (nada). Fig. XXIX-73. En régimen impulsio-
nal el transistor trabaja en el estado
Son varios los dispositivos utilizados en conmutación, bien sean de tipo sensible a dos estados bloqueado (A) o en el estado con-
de corriente (presencia: 1, ausencia: 0), como los dispositivos mecánicos (interruptor cerrado: 1, ductor (B).
abierto: 0), eléctricos (lámpara encendida: 1, apagada: 0), o bien los sensibles a dos estados de
tensión (por ejemplo, 5 voltios: 1, cero voltios: 0).
En estos últimos dispositivos se emplean los transistores trabajando en régimen im-
pulsional en el que pueden presentar dos estados: el estado bloqueado, representado
por el punto A de la recta de carga de la Fig. XXIX-73, y el estado conductor, represen-
tado por el punto B. Estos estados se obtienen polarizando las uniones del emisor y del
colector de forma directa ambas (saturado) o inversa los dos (bloqueado).
De la figura XXIX-74, en el estado bloqueado I =0 y por tanto V CE =V CC (ten-
C
sión de alimentación). Esto se obtiene abriendo el circuito de la base, con lo que I =0
B
(punto A), entonces la corriente de colector se reducirá a una corriente residual que,
aunque es muy baja, circula inevitablemente por el circuito del colector e impide que el
transistor actúe como un interruptor perfecto.
En el estado saturado I =V /R C y V CE =0. Basta una corriente de base pe-
C
CC
queña para alcanzar la recta de carga en el punto B con lo que, al ser I =cte (Fig. Fig. XXIX-74.
B
XXIX-74), la corriente de colector no puede aumentar y se dice que el transistor está
saturado, siendo la tensión de saturación V CE bastante débil, del orden de 0,1 V. La co-
rriente de colector es entonces I C, máx ; V /R y está limitada solamente por el circuito
C
CC
exterior al transistor.
XXII 40. Circuitos lógicos
Los circuitos lógicos son los que permiten realizar las operaciones del álgebra lógica (álgebra
de Boole): negación, unión (suma lógica), intersección (producto lógico), etc. Estos circuitos pre-
sentan normalmente varias entradas y una salida. Analizamos los básicos.
A) La función NO (negación) es la más simple ya que hace corresponder a toda información x
la información contraria x (Fig. XXIX-75 a); esto se expresa en el cuadro llamado tabla de verdad
de la Fig. XXIX-75 b.
La realización práctica es la de la Fig. XXIX-76. Si el contacto E está abierto (E =0) el transis- Fig. XXIX-75. a) Función lógica
tor está bloqueado y existe tensión de salida (S =1). Si E está cerrado (E =1) el transistor está NO. b) Tabla de verdad de la fun-
saturado y la tensión de salida es nula (S =0). O sea, que la salida es 1 si la entrada no es 1. ción NO.
