¿Hacia dónde apuntan las flechas en los símbolos de los transistores (y desde dónde)?

Question

Los símbolos de transistor a menudo se dibujan con flechas apuntando en una dirección u otra, dependiendo del tipo, como en los siguientes símbolos:

Pero ¿hacia qué apunta realmente la flecha? ¿Y desde dónde apuntan? ¿Es el mismo principio detrás de cada símbolo y, de ser así, por qué a veces apuntan DESDE el transistor y a veces HACIA él?

¿Y por qué las flechas apuntan desde diferentes orígenes (a veces base, emisor, compuerta, fuente, etc.) en diferentes tipos?

¿Hay algún principio general detrás de cómo se dirigen las flechas?

Answer 1

Para los BJT hay una unión PN entre la base y el emisor. La flecha indica el orden de la unión (de la base al emisor o del emisor a la base). Un NPN tiene canales dopados N, P y N apilados. La unión PN (entre la base y el emisor) va desde el centro hacia afuera. PNP, de manera similar, es lo opuesto.

Observaciones, no necesariamente hechos:

En un MOSFET, el cuerpo a menudo está conectado a la fuente. Para un MOSFET de canal N, la fuente está dopada con N y el cuerpo con P, por lo que la flecha apunta desde la fuente al cuerpo. De manera similar, un MOSFET de canal P tiene la condición inversa. Curiosamente, Wikipedia tiene símbolos para "MOSFET sin bulk/cuerpo" que tienen direcciones de flecha opuestas. No tengo una buena explicación de por qué son así, aunque sospecho que podría seguir un patrón similar y la topología del semiconductor es diferente de las topologías "tradicionales" de los MOSFET.

Tus símbolos para b (FET) son símbolos JFET. Aquí, la unión PN está entre la compuerta y el "cuerpo" (sección de semiconductor que conecta el drenaje y la fuente; no sé cuál es el término correcto para esta parte de un JFET, así que simplemente la llamé el cuerpo porque ocupa el volumen total del JFET). Para un canal N, la compuerta está dopada con P y el cuerpo con N, por lo que la flecha apunta desde la compuerta hacia adentro. El JFET de canal P es lo opuesto, así que la flecha apunta fuera de la compuerta.

Nunca he usado transistores de unión unilateral (caso d), pero al mirar la página de Wikipedia se muestra una estructura de dopaje similar a la del JFET, la única diferencia es la falta de una compuerta aislada (los nombres también han cambiado, al parecer sigue la nomenclatura tipo "BJT" de base y emisor). No me sorprendería si la convención de dirección de la flecha sigue el orden de la unión PN (no fue inmediatamente obvio para mí qué tipo era la estructura de ejemplo en Wikipedia).

Información adicional:

Transistores de unión bipolar

MOSFET

JFET

transistores de unión unilateral

Answer 2

En resumen, las flechas muestran la dirección actual de una unión PN cuando está polarizada directamente.

• En los BJT, la unión PN es la base-emisor.
• En los JFET, es la que está entre la compuerta y el canal.
• En los MOSFET, es la que existe entre el canal y el sustrato (el terminal donde se coloca la flecha en los símbolos que has publicado), la cual no está disponible externamente. Ten en cuenta que cuando el terminal de sustrato no se muestra en el símbolo, la flecha se coloca en la fuente y apuntará en dirección opuesta, ya que la fuente tiene la misma polaridad de semiconductor que el canal, que siempre es opuesta a la polaridad del sustrato: los dispositivos de canal N tienen sustrato tipo P y viceversa.
• En los UJT (caso d), es la que está entre el emisor y el semiconductor a granel que conecta los dos terminales de base.

Ten en cuenta que esta convención es la misma que se usa para los diodos de semiconductor: el ánodo está conectado a la parte del símbolo que es una gran flecha, y el ánodo es el terminal por donde la corriente entra en el dispositivo cuando está polarizado directamente.

Esto no significa que esas uniones deban operarse en condiciones de polarización directa. Esto depende del tipo específico de dispositivo y de las condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, los JFET siempre se operan con su unión de compuerta polarizada en inversa, mientras que los BJT pueden trabajar en diferentes regiones de operación dependiendo de si sus uniones BE y BC están polarizadas en directa o en inversa.

Answer 3

Las flechas en los transistores bipolares (emisor) muestran la dirección del flujo de corriente convencional. Es decir, el flujo de corriente va de positivo a negativo. Los símbolos del diodo y el LED son iguales.

EDITAR: aclarado, las flechas del emisor.

Answer 4

Sobre el símbolo del transistor bipolar.

Los primeros transistores se fabricaban con agujas insertadas en un cristal de germanio, y derivaban de diodos de germanio de contacto puntual.

Los diodos de galena (para radio) también usaban clavos colocados sobre la superficie del cristal, sin conexiones soldadas.

El símbolo es literalmente eso. Una vez existió un símbolo específico para el transistor de unión, pero el símbolo de contacto puntual prevaleció.