El transistor es el componente fundamental de los circuitos electrónicos, donde se utilizan como interruptores de encendido/apagado.
Has aprendido que un cable puede tener voltaje o no tener voltaje. La realidad es más complicada. La imagen de encendido o apagado de un cable, un transistor o una salida de compuerta lógica es una simplificación—una abstracción.
Este es un gráfico aproximado del comportamiento real de entrada-salida de un transistor. No te preocupes por los detalles; solo observa las dos partes azules planas del gráfico. Dentro de la región de "corte", los pequeños cambios en el voltaje de entrada no cambian en absoluto el voltaje de salida; la salida siempre es cero voltios. Del mismo modo, dentro de la región de "saturación", los pequeños cambios de entrada apenas afectan el voltaje de salida; la salida se interpreta como uno. Así es cómo son usados los transistores como interruptores en una computadora.
Los transistores son dispositivos versátiles. Cuando se usan en la parte lineal (rosa), central del gráfico, son amplificadores; una pequeña variación en el voltaje de entrada produce una gran variación en el voltaje de salida. Así es como se usan para reproducir música en estéreo.
La forma plana de la salida en los dos extremos es importante porque habrá pequeños cambios en la entrada. Los circuitos eléctricos tienen "ruido", cambios no deseados en los voltajes, por razones desde que los transistores se calientan o pierden conexiones en la placa de circuitos hasta por rayos cósmicos. Esta es la razón por la cual las computadoras usan ceros y unos: un transistor tiene dos regiones planas en su curva de entrada-salida.
Pero lo plano de la región saturada es solo aproximada, y depende de cómo esté conectado el transistor al resto del circuito. Un ejemplo de un problema potencial es salida en abanico, la cantidad de entradas de transistor a las que está conectada la salida de un transistor. Más allá de un cierto número (depende del tipo de transistor en particular, pero ciertamente diez entradas serían demasiadas), el voltaje de salida se reduce al punto de que esas entradas podrían no estar seguras de si están obteniendo un cero o uno.
La forma en que realmente funciona un transistor depende de la física cuántica. (No estamos hablando de computadoras cuánticas ; los circuitos de computadora viejos y simples se basan también en efectos cuánticos). Para aprender más sobre el diseño de circuitos de dominio analógico y lo que hay dentro de un transistor, toma un curso de Ingeniería Eléctrica.