El voltaje de umbral es el punto en el que un dispositivo eléctrico está configurado para activar cualquiera de sus operaciones. Esto normalmente ocurre dentro de un transistor que monitorea continuamente la fuente de energía en busca de cambios, ignorando aquellos que son débiles o que se filtran inadvertidamente a través del sistema. Una vez que la carga de la electricidad entrante es suficiente para cumplir con el estándar preestablecido, se alcanza el voltaje de umbral 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 una carga fantasma.
Aunque determinar el voltaje umbral en un dispositivo con un solo circuito puede parecer relativamente simple y directo, la electrónica moderna requiere una fórmula matemática bastante compleja para establecer y regular los distintos umbrales. Un aparato como un lavavajillas, por ejemplo, puede programarse para completar 20 o más funciones dependiendo de los requisitos diarios del usuario, y cada fase separada a la que ingresa se activa mediante una carga eléctrica. Estos sutiles cambios de 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 planificación para garantizar un funcionamiento adecuado. La ecuación para calcular el voltaje umbral es la suma del voltaje estático, más el doble del potencial volumétrico y el voltaje a través del óxido.
Un voltaje de umbral se construye normalmente con una fina capa de inversión que separa el cuerpo aislante y real de un transistor. Pequeños 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 interna y externa, 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, agotando la potencia una vez que no lo está.
Otro término que se utiliza 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 el silicio como una alternativa más viable.