¿Qué es el voltaje de umbral?

El voltaje umbral es el punto en el que se establece un dispositivo eléctrico para activar cualquiera de sus operaciones. Esto normalmente ocurre dentro de un transistor que monitorea continuamente la fuente de alimentación en busca de cambios, ignorando aquellos que son débiles o se filtran inadvertidamente a través del sistema. Una vez que la carga de electricidad entrante es suficiente para cumplir con el estándar preestablecido, se alcanza el umbral de voltaje y se permite que la energía fluya por todo el dispositivo para habilitarlo. Todo lo que esté por debajo del umbral predefinido se contiene y se trata como un cargo fantasma.

Aunque determinar el voltaje de umbral en un dispositivo con un solo circuito puede parecer relativamente simple y sencillo, la electrónica moderna requiere una fórmula matemática bastante compleja para establecer y regular los distintos umbrales. Un electrodoméstico como un lavavajillas, por ejemplo, puede programarse para completar 20 o más funciones dependiendo de los requisitos diarios del usuario, y cada fase separada en la que ingresa se activa mediante una carga eléctrica. Estos cambios sutiles en la potencia permiten que el dispositivo sepa cuándo agregar más agua, cuándo activar el mecanismo de secado o qué tan rápido girar los chorros de limpieza. Cada una de estas actividades se establece en un voltaje de umbral separado, por lo que cuando es necesario activar varios elementos a la vez, se requiere una gran cantidad de planificación para garantizar un funcionamiento adecuado. La ecuación para calcular el voltaje de umbral es la suma del voltaje estático, más el doble del potencial a granel y el voltaje a través del óxido.

Un voltaje de umbral normalmente se construye con una fina capa de inversión que separa el aislamiento y el cuerpo real de un transistor. Diminutos agujeros que están cargados positivamente cubren la superficie de esta región, y cuando se aplica electricidad, las partículas dentro de estos vacíos son repelidas. Una vez que se iguala la corriente dentro de las regiones interior y exterior, el transpondedor permite una liberación de la energía para completar el circuito que activa el proceso. Todo este proceso se completa en milisegundos, y el transistor vuelve a verificar constantemente para asegurarse de que la corriente que fluye esté justificada, minando la energía una vez que no lo esté.

Otro término que se usa cuando se habla de transpondedores es el voltaje umbral del transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET). Estos interruptores conductores están diseñados con cargas positivas o negativas como en el ejemplo anterior, y son el tipo de transistor más común dentro de los dispositivos analógicos o digitales. Los transistores MOSFET se propusieron originalmente en 1925 y se construyeron en aluminio hasta la década de 1970, cuando se descubrió que el silicio era una alternativa más viable.