Los teléfonos móviles son una parte fundamental de nuestra vida diaria, y aunque parezcan simples aparatos, en su interior hay una compleja red de componentes electrónicos que permiten su funcionamiento. Uno de los elementos clave son los transistores, pequeñas piezas de silicio que cumplen una función imprescindible en la electrónica moderna. En este artículo te contaremos qué hacen los transistores en un teléfono móvil y por qué su presencia es esencial para el correcto funcionamiento de este dispositivo. ¡No te lo pierdas!
Un teléfono móvil se ha convertido en un elemento esencial de la vida moderna. Estos dispositivos juegan un papel importante en nuestra rutina diaria, desde el envío de mensajes de texto hasta la captura de fotografías.
Si tiene curiosidad acerca de qué hacen los transistores en un teléfono móvil, no está solo. La mayoría de las personas no tienen una comprensión clara de cómo funcionan estos pequeños componentes, pero juegan un papel muy importante en el funcionamiento de nuestros teléfonos.
¿Cuál es el mecanismo detrás de un teléfono móvil? Los teléfonos celulares son dispositivos electrónicos que nos permiten comunicarnos mediante llamadas de voz, mensajes de texto, videollamadas, etc. También incluyen una variedad de sensores, incluidos acelerómetros, giroscopios, brújulas, sensores de proximidad, sensores de luz, cámaras, micrófonos, altavoces, receptores GPS y transceptores Bluetooth.
Los transistores son componentes eléctricos que regulan el flujo de electricidad en un circuito o dispositivo. El transistor fue creado en 1947 por John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en Bell Laboratories. Se utilizan en computadoras, televisores, radios, teléfonos celulares y una variedad de otros productos electrónicos. [1].
En esta publicación de blog, los expertos analizarán el papel de los transistores en los teléfonos móviles y explicarán qué hacen para que nuestros dispositivos funcionen. También analizarán algunos de los desafíos que enfrentan los fabricantes al diseñar circuitos basados en transistores para teléfonos inteligentes.
Cómo funcionan los transistores:
Un voltaje o corriente aplicado a un par de terminales del transistor cambia la corriente a través de otro par de terminales. Debido a que los transistores se pueden usar como interruptores, las puertas lógicas digitales se componen de transistores (y otros componentes).
Los transistores de unión bipolar (BJT) y los transistores de efecto de campo (FET) son los dos tipos de transistores más comunes. Los transistores pueden ser transistores de unión bipolar (BJT) o transistores de efecto de campo (FET). Debido a que los BJT son más pequeños y fáciles de fabricar, prevalecen más que los FET. Los FET, por otro lado, son más adecuados para voltajes más altos, niveles de ruido más bajos y velocidades de conmutación más rápidas.
¿Qué son los transistores de unión bipolar?
Los transistores de unión bipolar son dispositivos de tres terminales que se pueden utilizar para amplificar o conmutar señales electrónicas.
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La capa intermedia entre estos dos materiales se conoce como base, mientras que las capas exteriores se denominan emisor y colector. Cuando pasa una pequeña corriente a través de la base, puede controlar una corriente mucho mayor que fluye entre el colector y el emisor. [3].
Los transistores vienen en diferentes formas y tamaños, pero todos tienen tres terminales (la base, el colector y el emisor) y están hechos de dos tipos de materiales semiconductores.
Cuando pasa una pequeña corriente a través de la base, puede controlar una corriente mucho mayor que fluye entre el colector y el emisor. Así es como se utilizan los transistores para amplificar o cambiar señales electrónicas.
Transistores de efecto de campo (FET)
El FET es el tipo de transistor más común utilizado en los teléfonos móviles. Su función principal es amplificar o conmutar señales electrónicas y energía eléctrica. Lo hace controlando el flujo de electrones en un semiconductor, que puede ser un aislante o un conductor. [4].
Hay dos tipos de FET:
- El FET de canal n es el tipo más utilizado en los teléfonos móviles. Consta de una fuente, un desagüe y una compuerta. La fuente y el drenaje son terminales que permiten que los electrones entren o salgan del transistor, mientras que la puerta controla el flujo de electrones entre ellos;
- El FET de canal p funciona de manera similar al FET de canal n, pero con la polaridad opuesta. Es decir, el FET de canal p tiene un voltaje positivo en la puerta, que controla el flujo de electrones desde la fuente hasta el drenaje;
Tanto los FET de canal n como de canal p se utilizan en teléfonos móviles. El FET de canal n se usa para conmutar señales, mientras que el FET de canal p se usa para amplificar señales.
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¿Para qué sirven los transistores en los teléfonos móviles?
Los transistores se utilizan en los teléfonos móviles por diversas razones. Por ejemplo, se pueden usar para amplificar una señal, encender y apagar señales electrónicas o actuar como una puerta electrónica. Todas estas funciones son importantes en los circuitos de teléfonos móviles. [5].
Los transistores se pueden encontrar en los circuitos de suministro de energía, amplificadores de audio y circuitos de radiofrecuencia (RF) de los teléfonos móviles. También se utilizan en los circuitos de control de muchos componentes de teléfonos móviles, como la pantalla y el teclado. En algunos casos, los transistores incluso se utilizan para crear diodos emisores de luz (LED).
¿Cuántos transistores se utilizan en los teléfonos móviles?
La cantidad de transistores utilizados en un teléfono móvil puede variar desde unos pocos cientos hasta varios miles de millones. Los teléfonos más avanzados del mercado actual utilizan alrededor de diez mil millones de transistores [6].
La mayoría de los transistores de un teléfono móvil se utilizan para crear la Unidad Central de Procesamiento (CPU). Esta es la parte del teléfono que ejecuta instrucciones y lleva a cabo tareas. La CPU se compone de dos partes principales: la unidad de control y la unidad aritmética lógica (ALU).
La unidad de control es responsable de obtener instrucciones de la memoria, decodificarlas y luego ejecutarlas. La ALU es responsable de realizar operaciones matemáticas como suma, resta, multiplicación y división.
¿Qué teléfono tiene más transistores?
El procesador Apple A15 Bionic, que tiene 15 mil millones de transistores e incluye nuevos gráficos e inteligencia artificial, alimenta el iPhone 13. Durante años, los diseños de chips de Apple han superado a sus competidores. [7].
¿Los teléfonos son cada vez más rápidos?
Sí. En 2007, el iPhone tenía una velocidad de procesador de 412 MHz. En 2017, el iPhone X tenía una velocidad de procesador de 2700 MHz. Este es un aumento de más del 600%.
La cantidad de transistores utilizados en un teléfono móvil puede variar desde unos pocos cientos hasta varios miles de millones. Los teléfonos más avanzados del mercado actual utilizan alrededor de diez mil millones de transistores [8].
¿Cómo funcionan los transistores de la CPU?
Un transistor es un dispositivo semiconductor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas y energía eléctrica. Está compuesto de material semiconductor con al menos tres terminales para conexión a un circuito externo.
Un voltaje o corriente aplicado a un par de terminales del transistor cambia la corriente a través de otro par de terminales.
Debido a que la potencia controlada (de salida) puede ser mucho mayor que la potencia de control (de entrada), el transistor proporciona amplificación de una señal. Hoy en día, algunos transistores se empaquetan individualmente, pero muchos más se encuentran integrados en circuitos integrados.
El bajo costo, la flexibilidad y la confiabilidad del transistor lo han convertido en un dispositivo omnipresente en los sistemas electrónicos modernos, como computadoras, teléfonos celulares y otros dispositivos digitales.
¿Cuántos transistores tiene una memoria RAM?
Si es una SRAM con 6 transistores por bit de celda unitaria, hay seis transistores en cada «bit» de celda unitaria.
Sin embargo, una memoria GB tiene solo 8 bits en un byte (mil millones), por lo tanto, el número total de transistores es 48 mil millones [9].
Esta es una cantidad realmente pequeña de poder para almacenar datos. La razón por la que esto se puede hacer con una potencia tan baja es que las celdas son muy pequeñas. El tamaño de la celda tiene que ver con el nodo de litografía utilizado, y para DRAM suele ser al menos el doble de grande que una celda SRAM.
Como puede ver, hay una gran diferencia en el recuento de transistores entre los diferentes tipos de memorias. Pero incluso SRAM necesita muchos transistores cuando desea aumentar la capacidad. Por ejemplo, el iPhone XS Max tiene poco menos de cuatro mil millones de transistores en su procesador de aplicaciones principal.
¿Cómo elijo entre la tecnología bipolar y la tecnología de efecto de campo?
Entonces, ¿quieres saber qué hacen los transistores en un teléfono móvil? Bueno, la respuesta no es tan simple como podrías pensar. Los transistores son dispositivos electrónicos que se pueden utilizar para amplificar o cambiar señales electrónicas. Están formados por dos tipos de materiales, llamados semiconductores tipo P y tipo N. [10].
Los semiconductores de tipo P están hechos de material dopado con impurezas como el boro o el indio.
Los semiconductores de tipo N están hechos de material dopado con impurezas como fósforo o arsénico.
Cuando estos dos tipos de materiales se colocan uno al lado del otro, crean un campo eléctrico. Este campo eléctrico se puede utilizar para controlar el flujo de electrones entre los dos materiales.
¿Por qué la batería de mi celular dura más cuando apago todas las radios excepto el GPS?
Los teléfonos celulares usan mucha energía para comunicarse con las torres celulares. Es por eso que su batería dura más cuando tiene menos barras: cada barra requiere más energía. Pero incluso si tiene barras completas, su teléfono está trabajando duro. Está constantemente enviando y recibiendo señales desde la torre, buscando una mejor conexión y cambiando entre diferentes frecuencias.
Toda esta radiactividad consume mucha energía, razón por la cual la batería se agota tan rápido cuando usa su teléfono para llamadas de datos o de voz.
Sin embargo, El GPS no requiere ninguna comunicación bidireccional. Su teléfono simplemente recibe una señal del satélite y usa esa información para triangular su posición. Por lo tanto, apagar todas las demás radios de su teléfono, como Wi-Fi, Bluetooth y datos móviles, puede ayudar a prolongar la duración de la batería.
Por supuesto,El GPS no es lo único que usa transistores en un teléfono móvil. También se utilizan para amplificar señales y administrar energía. Pero si desea ahorrar batería, deshabilitar todas las radios en su teléfono, excepto el GPS, es un buen lugar para comenzar.
¿Puedo reemplazar los parlantes internos en un teléfono inteligente?
Una opción sería comprar un altavoz externo que se conecte al conector de audio de su teléfono. De esta manera, puede usar el altavoz externo cuando desee un sonido más fuerte sin tener que preocuparse por reemplazar los altavoces internos. Hay muchos tipos y estilos diferentes de altavoces externos disponibles, por lo que debería poder encontrar uno que satisfaga sus necesidades y se ajuste a su presupuesto.
¿Hay alguna forma de subir el volumen de mi teléfono móvil?
Algunas formas que puede probar para aumentar el volumen en su teléfono móvil:
- Una forma es ver si hay aplicaciones de aumento de volumen disponibles para su teléfono;
- Otra forma es ir al menú de configuración de su teléfono y ver si hay una opción para aumentar la salida de sonido general;
- Finalmente, puede intentar usar un par de auriculares o audífonos en lugar del altavoz incorporado en su teléfono. Por lo general, esto proporcionará un sonido más claro y fuerte que el altavoz incorporado;
Cualquiera que sea el método que elija, asegúrese de no exceder el nivel de volumen máximo seguro durante largos períodos de tiempo para proteger su audición.
¿Cómo aplicarlo a tu teléfono móvil?
Hoy en día, cada dispositivo electrónico tiene muchos transistores. Por ejemplo, en un teléfono inteligente, hay entre uno y dos mil millones de transistores. Son responsables de muchas cosas, como encender y apagar, procesar la información de los sensores y controlar la visualización de la pantalla.
Pero, ¿cómo funciona esto del transistor? Un transistor consta de tres partes: la fuente, el drenaje y la puerta. La fuente es de donde vienen los electrones y el drenaje es a donde van. La puerta controla si los electrones pueden fluir o no entre la fuente y el drenaje.
Cuando enciende su teléfono, los electrones fluyen desde la batería a través de la fuente del transistor hasta su drenaje. Esto enciende el transistor y permite que la corriente fluya a través de él. Cuantos más transistores estén encendidos, más corriente fluirá y más rápido podrá funcionar su teléfono.
La mayoría de los transistores utilizados en los teléfonos móviles son MOSFET (transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal). Los MOSFET pueden controlar grandes cantidades de corriente con muy poca energía, lo que los hace ideales para su uso en dispositivos electrónicos portátiles.
Video útil: Transistores explicados: cómo funcionan los transistores
Referencias:
- https://247techgadget.com/que-hacen-los-transistores-en-un-telefono-movil/
- https://www.explainthatstuff.com/howtransistorswork.html
- https://en.wikipedia.org/wiki/Bipolar_junction_transistor
- https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/fet-field-effect-transistor/what-is-a-fet-types-overview.php
- https://legendsrepair.com/mobile-phone-transistor-full-guide/
- https://www.imore.com/smartphone-futurology-3-chips
- https://www.cnet.com/tech/mobile/apples-a15-bionic-chip-powers-iphone-13-with-15-billion-transistors-new-graphics-and-ai/
- https://medium.com/macoclock/historia-de-apple-iphones-57c06323135b
- https://www.quora.com/Cuántos-transistores-hay-en-una-memoria-de-1GB
- https://circuitglobe.com/diferencia-entre-tipo-p-y-tipo-n-semiconductor.html
