Electronica Y Componentes

¿Qué es la electrónica?

Los aparatos de hace algunos años eran distintos de los de ahora. Por ejemplo, existen tres diferencias fundamentales entre una máquina de escribir, un lavarropas o una radio de entonces y los actuales: eran mu¬cho más grandes, operaban lentamente y tenían pocas funciones.

El reemplazo de sistemas mecánicos y eléctricos por mecanismos electrónicos hizo posible esas transformaciones; hoy en día, pequeños dispositivos electrónicos permiten recibir, coordinar y transmitir información a una velocidad sorprendente.

Los primeros dispositivos electrónicos utilizados fueron las válvulas de vacío o de gas. Las más sencillas se denominan diodos (del griego di, dos, y odos, camino), pues constan de dos electrodos: el ánodo -capaz de captar electrones- y el cátodo -que emite y repele electrones-.

Los diodos se utilizan, fundamentalmente, para transformar la corriente alterna en continua.

Los diodos dejan pasar la corriente en un sentido pero no en otro. Fueron inventados, en 1904, por el profesor británico de ingeniería eléctrica John A. Fleming. Las válvulas reciben la denominación de termoiónicas porque la emisión de electrones se produce por calentamiento del cátodo.

Los materiales para fabricar el cátodo pueden ser el tungsteno o los óxidos de torio, de bario o de estroncio. Generalmente, el cátodo se encuentra cerca de un filamento que se calienta con el paso de la electricidad: el calor produce el desprendimiento de los electrones del material catódico. Todo este sistema se ubica en un recipiente herméticamente cerrado, metálico o cristalino.

En 1906, al físico norteamericano Lee de Forest se le ocurrió agregar a una válvula un tercer electrodo. Así obtuvo el primer amplificador, es decir, un dispositivo capaz de convertir una señal débil en otra más potente. Este dispositivo es el triodo, y el tercer elemento es una rejilla interpuesta entre el ánodo y el cátodo y conectada a la tensión que se quiere amplificar.

Cuando, por el paso de la corriente eléctrica, el cátodo emite electrones, éstos se desaceleran al atravesar la rejilla y provocan una variación en la corriente. Al pasar luego por una resistencia, se obtiene una señal ampliada de la tensión de entrada.

El papel de los semiconductores

Seguramente, comprobaron que algunos materiales conducen la electricidad -como el alambre, que es un metal- y otros no -como el plástico-. A mitad de camino entre los materiales conductores y los aislantes se encuentra otro grupo de elementos muy utilizados en electrónica: los semiconductores, como el selenio, el silicio y el germanio.

Aunque la estructura cristalina de estos elementos no presenta electrones libres capaces de establecer una corriente eléctrica, en determinadas condiciones, los electrones exteriores pueden desprenderse del cristal y, por lo tanto, el material puede convertirse en conductor. Para lograrlo, se agregan impurezas al cristal.

En un cristal de silicio ocurriría lo siguiente:

1 Semiconductor intrínseco o puro.Conduce escasamente la corriente porque muy pocos electrones tienen energía suficiente para escapar de sus átomos. Otros caen en los huecos existentes y producen, a su vez, otros huecos. Los electrones y los huecos aportan la mitad de la corriente. 2 Semiconductor de tipo n. Si se añaden átomos de cinco electrones externos (por ejemplo: antimonio o arsénico), se aumenta el número de electrones y disminuye el de huecos (que actúan como cargas positivas). Los abundantes electrones conducen mejor la corriente. 3 Semiconductor de tipo p. Si se añaden átomos de tres electrones externos (por ejemplo: aluminio, boro o galio), se aumenta relativamente la cantidad de huecos, los cuales soportan, en mayor medida, el paso de la corriente.

Los diodos semiconductores reemplazan a las válvulas diodo y presentan dos ventajas fundamentales: no se recalientan y son mucho más pequeños que esas válvulas. Su símbolo es el siguiente

SEMICONDUCTORES

http://www.lu1dma.com.ar/grupooeste/semiconductores.htm

Los materiales semiconductores son aquellos que están situados entre los conductores y los aislantes. O sea tienen un menor coeficiente de conductividad que los materiales conductores, y un mayor coeficiente de conductividad que los materiales aislantes.

Existen dos tipos de semiconductores:

- Semiconductores tipo P.- ( Positivo )

El mas utilizado es el Silicio con impurezas de Indio.

- Semiconductores tipo N.- ( Negativo )

Cuando al Silicio se le añade Arsénico obtenemos un semiconductor tipo N.

Dentro de los semiconductores podemos definir los siguientes componentes electrónicos:

Denominación Características Símbolo Imagen

Termistores Son dispositivos cuya resistencia varia en función de la temperatura.Existen dos tipos de termistores:

- Termistores NTC.- ( Coeficiente de temperatura negativo )

Son componentes en los cuales disminuye su resistencia al aumentar la temperatura.

+ TEMPERATURA » - RESISTENCIA

- TEMPERATURA » + RESISTENCIA

También, en su aspecto físico, pueden presentar franjas de colores. En este caso, para conocer su valor, se emplea el código de colores de resistencias, observando los colores de abajo hacia arriba:

Las franjas 1ª, 2ª y 3ª expresan el valor en ohmios a 25º C y la franja 4ª indica su tolerancia en %.

- Termistores PTC.- ( Coeficiente de temperatura positivo )

Son componentes en los cuales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura.

+ TEMPERATURA » + RESISTENCIA

- TEMPERATURA » - RESISTENCIA

Aplicaciones de los Termistores.-

- Termostatos de estufas, aire acondicionado,etc.

- Detectores para alarmas contra incendios.

- Compensación del valor óhmico en circuitos al variar la temperatura.

Foto resistores ( Resistencia Dependiente de la Luz )

Estos dispositivos electrónicos son capaces de variar su resistencia en función de la luz que incide sobre ellos. Están compuestos por Sulfuro de Cadmio, compuesto químico que posee la propiedad de aumentar la circulación de electrones a medida que aumenta la luz.

+ LUZ » - RESISTENCIA

- LUZ » + RESISTENCIA

Aplicaciones de la LDR.-

- Como detector de presencia, cuando se interrumpe la luz que incide sobre el.

- Como interruptor crepuscular, encendiendo una lámpara cuando se hace de noche.

Varistores ( Resistencia Dependiente del voltaje )

Son componentes cuya resistencia aumenta cuando disminuye el voltaje aplicado en sus extremos.

- VOLTAJE » + RESISTENCIA

+ VOLTAJE » - RESISTENCIA

Aplicaciones de la VDR.-

- Compensación del valor óhmico cuando varia la tensión en un circuito.

- Estabilizadores de tensión.

Diodo Rectificador Si unimos un semiconductor tipo "P" con uno tipo "N", obtendremos un "DIODO".

Estos diodos tienen su principal aplicación en la conversión de corriente alterna AC, en corriente continua DC.

A significa Ánodo (+) y la K significa Cátodo (-). En la imagen de su aspecto físico observamos una franja blanca, esta representa al cátodo.

Polarización directa y polarización inversa de un diodo rectificador.-

A.- Polarización directa. El positivo de la batería va al ánodo y el negativo al cátodo. El diodo conduce manteniendo en sus extremos una caída de tensión de 0.7 voltios.

B.- Polarización inversa. El positivo de la batería va al cátodo y el negativo al ánodo. El diodo no conduce. Toda la tensión cae en el . Puede existir una pequeña corriente de fuga del orden de µAmperios.

Puente Rectificador Los fabricantes han incluido dentro de una misma cápsula cuatro diodos rectificadores con montaje llamado "en puente".

Observamos en el símbolo dos terminales de entrada de corriente alterna y dos de salida de corriente continua.

Los terminales del puente rectificador pueden cambiar, dependiendo del fabricante. Vemos que pueden tener distintos aspectos, que dependen sobre todo de la potencia que sea necesaria en el circuito al que van destinados.

Aplicaciones .-

- Se utilizan en fuentes de alimentación conectados a la salida de un transformador para poder obtener en su salida, indicada por las patillas + y -, una corriente continua.

Diodo de Señal Este tipo de diodo se utiliza para la detección de pequeñas señales, o señales débiles, por lo que trabaja con pequeñas corrientes. La tensión Umbral, o tensión a partir de la cual el diodo, polarizado directamente, comienza a conducir, suele ser inferior a la del diodo rectificador. O sea la V.Umbral es aproximadamente 0,3 voltios.

El material semiconductor suele ser el Germanio.

Aplicaciones .-

- Se emplean, sobre todo el la detección de señales de Radio Frecuencia (RF). Se utilizan en etapas moduladoras, demoduladoras, mezcla y limitación de señales.

Diodo PIN Este diodo tiene aplicaciones en circuitos donde utilizan frecuencias muy altas como VHF, UHF y circuitos de microondas.

Cuando se le aplica una polarización directa al diodo PIN, conduce corriente y se comporta como un interruptor cerrado. Si se le aplica una polarización inversa

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