How transistors work - Gokul J. Krishnan

Traductor: Sebastian Betti Revisor: Denise RQ

Modern computers are revolutionizing our lives,

Las computadoras modernas están revolucionando nuestras vidas,

performing tasks unimaginable only decades ago.

realizando tareas inimaginables hace tan solo unas décadas.

This was made possible by a long series of innovations,

Esto fue posible gracias a una larga serie de innovaciones,

but there's one foundational invention that almost everything else relies upon:

pero hay un invento fundamental en lo que se basa casi todo lo demás:

the transistor.

el transistor.

So what is that,

Entonces, ¿qué son, y cómo permiten estos dispositivos

and how does such a device enable all the amazing things computers can do?

las cosas asombrosas que pueden hacer las computadoras?

Well, at their core, all computers are just what the name implies,

Así, en el fondo, todos los equipos son justo lo que el nombre implica,

machines that perform mathematical operations.

máquinas que realizan operaciones matemáticas.

The earliest computers were manual counting devices,

Las primeras computadoras eran dispositivos de conteo manual,

like the abacus,

como el ábaco,

while later ones used mechanical parts.

mientras que las siguientes usaron piezas mecánicas.

What made them computers was having a way to represent numbers

Lo que las convirtió en computadoras fue su manera de representar números

and a system for manipulating them.

y un sistema para manipularlos.

Las computadoras electrónicas funcionan de la misma manera,

Electronic computers work the same way,

but instead of physical arrangements,

pero en lugar de arreglos físicos,

the numbers are represented by electric voltages.

los números se representan con voltajes eléctricos.

Most such computers use a type of math called Boolean logic

La mayoría de estos equipos usan un tipo de matemáticas llamada lógica booleana

that has only two possible values,

que tiene solo dos valores posibles,

the logical conditions true and false,

la condición lógica verdadera y falsa,

denoted by binary digits one and zero.

denotadas por los dígitos binarios uno y cero,

They are represented by high and low voltages.

y representados por un voltaje alto y bajo.

Equations are implemented via logic gate circuits

Las ecuaciones se implementan con circuitos de puertas lógicas

that produce an output of one or zero

que producen una salida de uno o cero

based on whether the inputs satisfy a certain logical statement.

en función de si satisfacen las entradas de una cierta expresión lógica.

These circuits perform three fundamental logical operations,

Estos circuitos realizan tres operaciones lógicas elementales:

conjunction, disjunction, and negation.

conjunción, disyunción y negación.

The way conjunction works is an "and gate" provides a high-voltage output

La conjunción funciona como "puerta Y" y proporciona una salida de alto voltaje

only if it receives two high-voltage inputs,

solo si recibe dos entradas de alto voltaje,

and the other gates work by similar principles.

y las otras puertas funcionan mediante principios similares.

Circuits can be combined to perform complex operations,

Los circuitos se pueden combinar para realizar operaciones complejas,

like addition and subtraction.

como la suma y la resta.

And computer programs consist of instructions

Y los programas informáticos constan de instrucciones

for electronically performing these operations.

para realizar estas operaciones electrónicamente.

This kind of system needs a reliable and accurate method

Este tipo de sistema requiere de un método preciso y fiable

for controlling electric current.

para controlar la corriente eléctrica.

Early electronic computers, like the ENIAC,

La primera computadora electrónica, como la ENIAC,

used a device called the vacuum tube.

usó un dispositivo llamado tubo de vacío.

Its early form, the diode,

Su primer elemento, el diodo,

consisted of two electrodes in an evacuated glass container.

constaba de dos electrodos en un recipiente de vidrio al vacío.

Applying a voltage to the cathode makes it heat up and release electrons.

El cátodo se calienta y libera electrones al aplicarle una carga voltaica.

If the anode is at a slightly higher positive potential,

Un potencial positivo mayor aplicado al ánodo

the electrons are attracted to it,

hace que los electrones sean atraídos al mismo,

completing the circuit.

cerrando el circuito.

This unidirectional current flow could be controlled

El flujo unidireccional de corriente se puede controlar

by varying the voltage to the cathode,

variando el voltaje al cátodo,

which makes it release more or less electrons.

lo que le hace liberar más o menos electrones.

The next stage was the triode,

La siguiente etapa fue el tríodo,

which uses a third electrode called the grid.

a base de un tercer electrodo llamado rejilla,

This is a wire screen between the cathode and anode

una malla de alambre entre el cátodo y el ánodo

through which electrons could pass.

a través de la cual pasaban los electrones.

Varying its voltage makes it either repel

La variación voltaica facilita la repulsión o atracción

or attract the electrons emitted by the cathode,

de los electrones emitidos por el cátodo,

thus, enabling fast current-switching.

lo que permite una rápida conmutación de corriente.

The ability to amplify signals also made the triode crucial for radio

La capacidad de amplificar señales

hizo del tríodo algo crucial para la radio y la comunicación de larga distancia.

and long distance communication.

But despite these advancements, vacuum tubes were unreliable and bulky.

A pesar de estos avances, los tubos de vacío eran voluminosos y no fiables.

With 18,000 triodes, ENIAC was nearly the size of a tennis court

Con 18 000 tríodos, ENIAC era casi del tamaño de una cancha de tenis

and weighed 30 tons.

y pesaba 30 toneladas.

Tubes failed every other day,

Los tubos fallaban todos los días,

and in one hour, it consumed the amount of electricity used by 15 homes in a day.

y en una hora consumían la electricidad que usaban 15 hogares en un día.

The solution was the transistor.

La solución fue el transistor.

Instead of electrodes, it uses a semiconductor,

En lugar de electrodos, usa un semiconductor,

like silicon treated with different elements

como el silicio tratado con diferentes elementos

to create an electron-emitting N-type,

para crear un emisor de electrones tipo N,

and an electron absorbing P-type.

y un colector de electrones tipo P.

These are arranged in three alternating layers

Están dispuestos en tres capas alternantes

with a terminal at each.

con un terminal en cada uno:

The emitter, the base, and the collector.

el emisor, la base y el colector.

In this typical NPN transistor,

En este típico transistor NPN,

due to certain phenomena at the P-N interface,

debido a ciertos fenómenos en la interfaz P-N,

a special region called a P-N junction forms between the emitter and base.

una región especial llamada unión P-N se forma entre el emisor y la base.

It only conducts electricity

Solo se conduce la electricidad

when a voltage exceeding a certain threshold is applied.

cuando un voltaje supera un determinado umbral.

Otherwise, it remains switched off.

De lo contrario, permanece desconectado.

In this way, small variations in the input voltage

De esta manera, las pequeñas variaciones en el voltaje de entrada se usan

can be used to quickly switch between high and low-output currents.

para cambiar rápidamente entre una salida alta y baja.

The advantage of the transistor lies in its efficiency and compactness.

La ventaja del transistor reside en su eficiencia y compacidad.

Because they don't require heating, they're more durable and use less power.

Como no requieren calentamiento son más duraderos y consumen menos energía.

ENIAC's functionality can now be surpassed by a single fingernail-sized microchip

Hoy en día, la funcionalidad de ENIAC

se ve superada por un microchip del tamaño de una uña

containing billions of transistors.

que tiene miles de millones de transistores.

At trillions of calculations per second,

A billones de cálculos por segundo,

today's computers may seem like they're performing miracles,

las computadoras de hoy parecen hacer milagros

but underneath it all,

pero, en el fondo,

each individual operation is still as simple as the flick of a switch.

cada operación individual aún es tan simple como accionar un interruptor.