Transistores inversos: qué son, para qué sirven y por qué aspiran a reinventar la electrónica


El mundo de la electrónica parece abocado a experimentar un cambio con una envergadura equiparable a la del que se produjo hace algo más de setenta años, cuando los transistores irrumpieron para poner fin al reinado de las válvulas de vacío. A los fabricantes de semiconductores cada vez les cuesta más continuar mejorando su tecnología de fabricación porque cada paso que dan les acerca más al límite físico impuesto por el silicio. Pero, afortunadamente, parece que estamos rozando con la punta de los dedos la solución a este problema.

Sungsik Lee, un profesor de ingeniería electrónica de la Universidad Nacional de Pusan, en Corea del Sur, y antiguo investigador de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, ha publicado una investigación en la que describe en el plano teórico un nuevo tipo de dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo la función inversa de un transistor.


Pero lo realmente interesante es que en su estudio defiende que estos «transistores inversos» nos permitirán fabricar circuitos integrados más simples, más rápidos y con un consumo inferior, por lo que se postula como la tecnología que podría evitar el estancamiento de los semiconductores. Tanto es así que en su artículo, que ha sido publicado en el diario de IEEE y ha tenido eco en la revista del MIT y el repositorio de la Universidad de Cornell (Estados Unidos), Lee habla de un «nuevo paradigma» del mundo de la electrónica.



Qué es un transistor inverso y qué nos promete esta tecnología

Antes de que veamos qué es un transistor inverso nos viene bien repasar qué es un transistor convencional. Actualmente podemos encontrar estos diminutos elementos en prácticamente cualquier circuito integrado que podamos imaginar: microprocesadores, amplificadores de potencia, conmutadores, rectificadores, osciladores… Y esto en la práctica significa que residen dentro de nuestros ordenadores, smartphones, tabletas, equipos de música, televisores, radios, coches, equipamiento médico y un sinfín de dispositivos más.


Aunque sus precursores son aún más antiguos, los primeros transistores tal y como los conocemos actualmente fueron inventados en 1947 por John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain, tres físicos de los Laboratorios Bell. Una forma sencilla de definir un transistor nos invita a describirlo como un dispositivo electrónico semiconductor que es capaz de responder a una señal de entrada entregándonos una salida determinada. Un amplificador electrónico, por ejemplo, incrementará en su salida la potencia, la tensión o la corriente de la señal que coloquemos en su entrada, recurriendo, eso sí, a una fuente de alimentación externa.


Los primeros transistores fueron inventados en 1947 por John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain, tres físicos de los Laboratorios Bell


Existen varios tipos de transistores (bipolares, de contacto puntual, de efecto campo, uniunión, de electrón único, fototransistores, electroquímicos orgánicos, etc.), pero, afortunadamente, no hace falta que profundicemos en ellos para entender qué son los transistores inversos, que es lo que realmente nos interesa en este artículo. Nos basta conocer dos datos más acerca de los transistores. Por un lado, que son elementos activos dentro de los circuitos integrados. Y, además, que los que nos han permitido alcanzar el nivel de integración que utilizan las técnicas litográficas actuales son los de efecto campo (FET).


A diferencia de los condensadores, las bobinas o las resistencias, que son elementos pasivos, los transistores son componentes activos de un circuito porque o bien ejercen una función de control sobre su comportamiento, o bien introducen una determinada ganancia debido a que actúan de forma no lineal. Esto significa que la relación entre la tensión aplicada y la corriente que demanda el circuito no puede expresarse recurriendo a un valor constante, lo que introduce una complejidad que no está presente en los sistemas lineales.

Sin embargo, el comportamiento de los condensadores, las resistencias y las bobinas, que, como hemos visto, son elementos pasivos en un circuito eléctrico, está claramente delimitado y es lineal. Además, facilitan la conexión de los componentes activos y hacen posible la transferencia de la señal eléctrica mediante el almacenamiento en campos magnéticos o eléctricos, o por medio de la disipación de la energía eléctrica.


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