Adolfo Rodríguez:

Departamento de Tecnología del IES Avalón en Valdemoro (Madrid)

ELECTRÓNICAEnero 2010

Resistores, condensadores, diodos, transistores y otros componentes.

HISTORIA

Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John

A m b r o s e F l e m i n g e n 1 9 0 4 . E l funcionamiento de este dispositivo está

basado en el efecto Edison. Edison fue el

primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro

de una bombi l l a para ev i ta r e l ennegrecimiento que producía en la

ampolla de vidrio el filamento de carbón.

Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se

producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se

producía porque los electrones de los

átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor,

escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el

espacio vacío dentro de la bombilla, eran

atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este

Los aparatos electrónicos que usamos a diario y que nos hacen más fácil la vida están compuestos por estos componentes y éste es

le motivo que nos lleva a su estudio.

Primera EdiciónI E S A v a l ó nC / D a l í s / n

V a l d e m o r o ( M a d r i d )3º E .S .O.CURSO2 0 0 9 - 2 0 1 0

HISTORIA! PÁGINA2

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dispositivo es básicamente como el diodo de vacío,

pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la

nube electrónica del cátodo, variando así la corriente

de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido,

receptores de radio, televisores, etc.Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío

se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo

otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras

válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se

encontraba su miniaturización.

Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la

Bell Telephone, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como

las radios. El transistor de unión apareció algo más

tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la

electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor

rendimiento energético, menores tensiones de

alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido

semiconductor (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar.

El transistor tiene tres terminales (el emisor, la

base y el colector) y se asemeja a un triodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el

colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran

corriente de colector a partir de una pequeña

corriente de base.En 1958 se desarrolló el primer circuito

integrado, que alojaba seis transistores en un único ch i p. E n 1 9 7 0 s e d e s a r ro l l ó e l p r i m e r

microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los

campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha div idido en varias disc ipl inas

especializadas. La mayor división es la que distingue

la electrónica analógica de la electrónica digital.La electrónica es, por tanto, una de las ramas de

la ingeniería con mayor proyección en el futuro,

junto con la informática.La electrónica es la rama de la física y

especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la

conducción y el control del flujo microscópico de los

electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

RESISTOR! PÁGINA3

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DEFINICIÓN DE RESISTOR (RESISTENCIA) S e d e n o m i n a r e s i s t o r a l

componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica

determinada entre dos puntos de un circuito. En otros casos, como en las

planchas, calentadores, etc., los resistores

se emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule.

Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para

disminuir la corriente que pasa. Se

opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene

condicionado por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo.

CÓDIGO DE COLORES Para caracterizar un resistor

hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión

o tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el encapsulado

dependiendo del tipo de éste; para el

tipo de encapsulado axial, el que se

observa en las fotografías, dichos valores van rotulados con un código de franjas

de colores.

Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el

cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de

tolerancia (normalmente plateada o

dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya

indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador y

las otras indican las cifras significativas

del valor de la resistencia.El valor de la resistencia eléctrica se

obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se

multiplica por el multiplicador y se

obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente

se aplica en resistencias de alta precisión o tolerancia menor del 1%).

Resistencia Valor mediante código de colores

RESISTOR! PÁGINA4

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En una resistencia tenemos

generalmente 4 líneas de colores,

aunque podemos encontrar algunas que contenga 5 líneas (4 de colores y 1

que indica tolerancia) vamos a tomar la más general las de 4 líneas, las

primeras 3 y dejamos aparte la

tolerancia que es plateada o doradaLa primera línea representa el

dígito de las decenas.La segunda línea representa el

dígito de las unidades.

El número así for mado se multiplica por la potencia de 10

expresada por la tercera línea (multiplicador).

Por ejemplo:

Tenemos una resistencia con los colores verde, amarillo, rojo y dorado.

Registramos el valor de la primera línea (verde): 5

Registramos el valor de la

segunda línea (amarillo): 4Registramos el valor de la tercera

línea (rojo): X 100Unimos los valores de las

primeras dos líneas y multiplicamos

por el valor de la tercera54 X 100 = 5400Ω o 5,4 kΩ y

este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios

CÓMO LEER EL VALOR DE UNA RESISTENCIA

Color de la banda

Color de la banda

Valor de la

1°cifra

Valor de la

2°cifra

Multiplicador Tolerancia

Negro - 0 1 -

Marrón 1 1 10 ±1%

Rojo 2 2 100 ±2%

Naranja 3 3 1 000 -

Amarillo 4 4 10 000 4%

Verde 5 5 100 000 ±0,5%

Azul 6 6 1 000 000 ±0,25%

Violeta 7 7 - ±0,1%

Gris 8 8 - -

Blanco 9 9 - -

Dorado - - 0,1 ±5%

Plateado - - 0,01 ±10%

Ninguno - - - ±20%

RESISTENCIAS VARIABLES! PÁGINA5

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1.- POTENCIÓMETRO Un potenciómetro es un resistor al que se le puede variar el valor de su

r e s i s t e n c i a . D e e s t a m a n e r a , indirectamente, se puede controlar la

intensidad de corriente que hay por una

línea si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial de hacerlo en

serie.E x i s t e n d o s t i p o s d e

potenciómetros:

Potenciómetros impresos ,

realizados con una pista de carbón o de

cermet sobre un soporte duro como papel baquelizado, fibra, alúmina, etc.

La pista tiene sendos contactos en sus extremos y un cursor conectado a un

patín que se desliza por la pista

resistiva.

Potenciómetros bobinados.

Consiste en un arrollamiento toroidal de un hilo resistivo (por ejemplo,

constantán) con un cursor que mueve

un patín sobre el mismo.

2.- LDRU n a fo to r re s i s t en c i a e s u n

c o m p o n e n t e e l e c t r ó n i c o c u y a

resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede

también ser llamado fotorresistor,

fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuya

siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su

cuerpo está formado por una célula o

celda y dos patillas. En la siguiente imagen se muestra su símbolo eléctrico.

El valor de resistencia eléctrica de

un LDR es bajo cuando hay luz

incidiendo en él (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando está a

oscuras (varios megaohms).Un fotorresistor está hecho de un

semiconductor de alta resistencia como

el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que

Potenciómetros NTC

LDR

RESISTENCIAS VARIABLES (continuación)! PÁGINA6

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incide en el dispositivo es de alta

frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del semiconductor

dando a los electrones la suficiente

energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que

resulta, y su hueco asociado, conducen la electricidad, de tal modo que

disminuye la resistencia. Los valores

típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.

Las células de sulfuro del cadmio se basan en la capacidad del cadmio de

variar su resistencia según la cantidad

de luz que incide la célula. Cuanto más luz incide, más baja es la resistencia.

Las células son también capaces de reaccionar a una amplia gama de

frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR),

luz visible, y ultravioleta (UV).La variación del valor de la

resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de

iluminado a oscuro. Esto limita a no

usar los LDR en aplicaciones en las que la señal luminosa varía con rapidez. El

tiempo de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décima de

segundo.

3.- TERMISTORUn termistor es un semiconductor

que varía el valor de su resistencia eléctrica en función de la temperatura,

su nombre proviene de Thermally sensitive resistor (Resistor sensible a la

temperatura en inglés). Existen dos

clases de termistores: NTC y PTC.

Tipo NTC(Negative Temperature Coefficient)

es una resistencia variable cuyo valor va

decreciendo a medida que aumenta la

temperatura, es decir se calienta extremadamente. Son resistencias de

coeficiente de temperatura negativa, c o n s t i t u i d a s p o r u n c u e r p o

semiconductor.

S e e m p l e a n e n s u f a b r i c a c i ó n ó x i d o s

semiconductores de níquel, zinc, cobalto, étc.

El tipo de encapsulado

(de disco, de vari l la , moldeado, lenteja, con

rosca para chas i s , . . . ) depende de la aplicación

que se le vaya a dar. Su

valor óhmico se indica mediante serigrafiado directo en el

cuerpo del componente o mediante unas bandas de colores que siguen el

mismo código que las resistencias fijas

(la primera banda es la que está más cerca de las patillas

del componente). Se emplea en la medida, regulación y

alarmas de temperatura,

termostatos, compensación de p a r á m e t r o s d e

funcionamiento en aparatos electrónicos.

La relación entre la

resistencia y la temperatura no es lineal sino exponencial:

, donde A y B son constantes que

dependen del termistor.

Termistor NTC

RESISTENCIAS VARIABLES (continuación)! PÁGINA7

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La característica tensión-intensidad

(V/I) de un termistor NTC presenta un carácter peculiar ya que, cuando las

corrientes que lo atraviesan son

pequeñas, el consumo de potencia será demasiado pequeño para registrar

i n c r e m e n t o s a p r e c i a b l e s d e temperatura, o lo que es igual,

descensos en su resistencia óhmica; en

esta parte de la característica, la relación tensión-intensidad será

prácticamente lineal y en consecuencia cumplirá la ley de Ohm.

Tipo PTC (Positive Temperature Coefficient)

es una resistencia variable cuyo valor va aumentando a med ida que s e

incrementa la temperatura.

Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones:

limitación de corriente, sensor de temperatura, desmagnetización y para

la protección contra el recalentamiento

de equipos tales como motores eléctricos. También se utilizan en

indicadores de nivel, para provocar retardos en circuitos, como termostatos,

y como resistores de compensación.

El termistor PTC pierde sus propiedades y puede comportarse

eventualmente de una forma similar al termistor NTC si la temperatura llega a

ser demasiado alta.

Las aplicaciones de un termistor PTC están, por lo tanto, restringidas a

u n d e t e r m i n a d o m a r g e n d e temperaturas.

Hasta un determinado valor de

voltaje, la característica I/V sigue la ley de Ohm, pero la resistencia aumenta

cuando la corriente que pasa por el

t e r m i s t o r P T C p r o v o c a u n ca lentamiento y se a lcanza la

temperatura de conmutación. La c a r a c t e r í s t i c a I / V

d e p e n d e d e l a

temperatura ambiente y d e l c o e fi c i e n t e d e

transferencia de calor con respecto a dicha

temperatura ambiente.

Termistor PTC

CONDENSADORES! PÁGINA8

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CONDENSADOR En electricidad y electrónica, un condensador (capacitor en inglés) es un

dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo.

Está formado por un par de superficies

conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de

campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en

forma de tablas, esferas o láminas,

separados por un material dieléctrico ( s i e n d o e s t e u t i l i z a d o e n u n

condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o

por el vacío, que, sometidos a una

di ferencia de potencial (d.d.p. ) adquieren una determinada carga

eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga

total almacenada).

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de

potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad

la llamada capacidad o capacitancia.

En el Sistema internacional de unidades

se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador

en el que, sometidas sus armaduras a

una d.d.p. de 1 voltio, éstas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.

La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría

de los condensadores, por lo que en la

práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 10-6, nano- nF = 10-9 o

pico- pF = 10-12 -faradios.El valor de la capacidad de un

condensador viene definido por la

siguiente fórmula:

en donde:

C: CapacidadQ1: Carga eléctrica almacenada en

la placa 1.

V1 − V2: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.

Los condensadores se comportan como circuito abierto cuando están

cargados y conectados a la pila. Cuando se

desconecta la pila se descargan a

través del circuito cediendo su

carga.

Condensadores Condensador electrolítico

CONDENSADORES (continuación)! PÁGINA9

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Nótese que en la definición de capacidad es

indiferente que se considere la carga de la placa positiva o la de la negativa, ya que

aunque por convenio se suele considerar la carga

de la placa positiva.En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma

de las placas o armaduras como la naturaleza del

material dieléctrico son sumamente variables. Existen condensadores formados por placas,

usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica, poliéster, papel o por

una capa de óxido de aluminio obtenido por medio

de la electrólisis.

ASOCIACIÓN DE CONDENSADORES Al igual que las resistencias, los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta.

En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser

para la asociación en serie:

y para la asociación en paralelo:

Es fácil demostrar estas dos expresiones, para la

primera solo hay que tener en cuenta que la carga

almacenada en las placas es la misma en ambos condensadores (se tiene que inducir la misma

cantidad de carga entre las placas y por tanto cambia la diferencia de potencial para mantener la

capacitancia de cada uno), y por otro lado en la

asociación en "paralelo", se tiene que la diferencia de potencial entre ambas placas tiene que ser la misma

(debido al modo en el que están conectados), así que cambiará la cantidad de carga. Como esta se

encuentra en el numerador (C = Q / V) la suma de

capacidades será simplemente la suma algebraica.

Para la asociación mixta se procederá de

forma análoga con las resistencias.

ALGUNOS TIPOS DE CONDENSADORES SEGÚN EL DIELÉCTRICO UTILIZADO

• Condensadores de aire: Se trata de

condensadores, normalmente de placas paralelas,

con dieléctrico de aire y encapsulados en vidrio. Sólo permite valores de capacidad muy pequeños. Se

utilizó en radio y radar, pues carecen de pérdidas y polarización en el dieléctrico, funcionando bien a

frecuencias elevadas.

• Condensadores de mica: La mica posee varias

propiedades que la hacen adecuada para dieléctrico

de condensadores: bajas pérdidas, exfoliación en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se

degrada por oxidación o con la humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que

forma una armadura. Se apilan varias de estas

láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores

funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven

gradualmente sustituidos por otros tipos.

• Condensadores de papel: El dieléctrico es papel parafinado, bakelizado o sometido a algún otro

tratamiento que reduce su higroscopia y aumenta el

aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se

enrollan en espiral. las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos

terminales. Se utilizan dos cintas de papel para evitar

los poros que pueden presentar.

CONDENSADORES (continuación)! PÁGINA10

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• Condensadores electrolíticos de aluminio: se construyen a partir de dos tiras de aluminio, una

de las cuales está cubierta de una capa aislante de óxido, y un papel empapado en electrolito entre ellas.

La tira aislada por el óxido es el ánodo, mientras el

líquido electrolito y la segunda tira actúan como cátodo. Esta pila se enrolla sobre sí misma, ajustada

con dos conectores pin y se encaja en un cilindro de aluminio.

• Condensadores de poliéster o Mylar: Está

formado por láminas delgadas de poliéster sobre las

que se deposita aluminio, que forma las armaduras. Se apilan estas láminas y se conectan por los

extremos. Del mismo modo, también se encuentran condensadores de policarbonato y polipropileno.

Este es el tipo de condensador relativamente más

barato que hay.

• Condensadores cerámicos: Utiliza cerámicas

de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen

tipos formados por una sola lámina de dieléctrico, pero también los hay formados por láminas apiladas.

Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas.

TIPOS DE CONDENSADORES

Condensador electrolítico

Condensador cerámico

Condensador poliester

DIODO! PÁGINA11

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DIODO Un diodo (del griego: dos c a m i n o s ) e s u n d i s p o s i t i v o

semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única

dirección con características similares a

un interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V)

consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se

comporta como un circuito abierto (no

conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia

eléctrica muy pequeña.Debido a este comportamiento, se

les suele denominar rectificadores, ya

que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal,

como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua.

DIODO PN O UNIÓN PN Los diodos pn, son uniones de

dos materia les semiconductores

extrínsecos tipos p y n, por lo que también reciben la denominación de

unión pn. Hay que destacar que

ninguno de los dos cristales por separado tiene carga eléctrica, ya que

en cada cristal, el número de electrones

y protones es el mismo, de lo que podemos decir que los dos cristales,

tanto el p como el n, son neutros. (Su carga neta es 0).

FORMACIÓN DE LA ZONA DE CARGA ESPACIAL

Al unir ambos cristales,

se manifiesta una difusión

de electrones del cristal n al p.

Al establecerse estas corrientes aparecen cargas

fijas en una zona a ambos

lados de la unión, zona que r e c i b e d i f e r e n t e s

denominaciones como zona de carga espac ia l , de

agotamiento, de deplexión,

de vaciado, etc.A medida que progresa

Los diodos permiten el paso

de corriente eléctrica en un

sentido y lo impiden en el

contrario.

Diodo Diodo LED

DIODO (continuación)! PÁGINA12

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el proceso de difusión, la zona de carga

espacial va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos

lados de la unión. Sin embargo, la

acumulación de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona

p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la

zona n con una determinada fuerza de

desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará

deteniéndolos.Este campo eléctrico es equivalente

a decir que aparece una diferencia de

tensión entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (VD) es de 0,7 V

en el caso del silicio y 0,3 V si los cristales son de germanio.

La anchura de la zona de carga

espacial una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5 micras pero

cuando uno de los cristales está mucho más dopado que el otro, la zona de

carga espacial es mucho mayor.

Al dispositivo así obtenido se le denomina diodo, que en un caso como

el descrito, tal que no se encuentra sometido a una diferencia de potencial

externa, se dice que no está polarizado.

Dado que los electrones fluyen desde la zona n hacia la zona p, al extremo p se

le denomina ánodo (representándose por la letra A) mientras que al extremo

n se le denomina cátodo.

POLARIZACIÓN DIRECTA En este caso, la batería disminuye

la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de

la corriente de electrones a través de la

unión; es decir, el diodo polarizado

directamente conduce la electricidad.Para que un diodo esté polarizado

directamente, se debe conectar el polo

positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo.

Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batería es mayor

que l a d i f e renc ia de

potencial en la zona de carga espac ia l , los

electrones libres del cristal n, adquieren la

energía suficiente para

saltar a los huecos del cristal p, los cuales

previamente se han desplazado hacia la

unión p-n.

Una vez que un electrón libre de la zona n salta a la zona p atravesando la

zona de carga espacial, cae en

u n o d e l o s

múltiples huecos de la zona p

convirtiéndose en electrón de

valencia. Una

vez ocurrido esto el electrón es

atraído por el polo positivo de

la batería y se

desplaza de átomo en átomo hasta llegar al final del cristal p, desde el cual

se introduce en el hilo conductor y llega hasta la batería.

De este modo, con la batería

cediendo electrones libres a la zona n y

Diodo

DIODO (continuación)! PÁGINA13

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atrayendo electrones de valencia de la zona p,

aparece a través del diodo una corriente eléctrica constante hasta el final.

POLARIZACIÓN INVERSA En este caso, el polo negativo de la batería se

conecta a la zona p y el polo positivo a la zona n, lo

que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensión en dicha zona hasta que se alcanza el valor

de la tensión de la batería. El caso es que cuando los electrones libres

cedidos por la batería entran en la zona p, caen

dentro de estos huecos con lo que los átomos trivalentes adquieren estabilidad (8 electrones en su

orbital de valencia) y una carga eléctrica neta de -1, convirtiéndose así en iones negativos.

Este proceso se repite una y otra vez hasta que la

zona de carga espacial adquiere el mismo potencial eléctrico que la batería.

En esta situación, el diodo no debería conducir la corriente; sin embargo, debido al efecto de la

temperatura se formarán pares electrón-hueco (ver

semiconductor) a ambos lados de la unión produciendo una pequeña corriente (del orden de 1

μA) denominada corriente inversa de saturación pero

su valor es despreciable.

DIODO

DIODO LED! PÁGINA14

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LED Diodo emisor de luz, también conocido como LED (acrónimo del

inglés de Light-Emitting Diode) es un dispositivo semiconductor (diodo) que

emite luz incoherente de

espectro reducido cuando se polariza de for ma

directa la unión PN del mismo y circula por él una

corriente eléctrica. Este

fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El

color, depende del material semiconductor empleado

en la construcción del

diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por

e l v i s i b l e , h a s t a e l infrarrojo.

Tanto los diodos azules

como los ultravioletas son caros respecto de los más comunes (rojo,

verde, amarillo e infrarrojo), siendo por e l l o m e n o s e m p l e a d o s e n l a s

aplicaciones comerciales.

CONEXIÓN Para conectar LEDs de modo

que iluminen de forma continua, deben estar polarizados directamente, es decir,

con el polo positivo de la fuente de alimentación conectado al ánodo y el

polo negativo conectado al cátodo.

Por otro lado, se debe garantizar que la corriente que circula por ellos no

exceda los límites admisibles, lo que

dañaría irreversiblemente al LED (Esto

se puede hacer de forma sencilla con una resistencia R en serie con los

LEDs).

LED

LED

TRANSISTOR! PÁGINA15

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TRANSISTOR El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple

funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término

"transistor" es la contracción en inglés

de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los

encuentra prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario.

PARTES DEL TRANSISTOR El transistor consta de un sustrato

(usualmente silicio) y tres partes

dopadas artificialmente (contaminadas con materiales específicos en cantidades

específicas) que forman dos uniones bipolares, e l emisor que emite

portadores, el colector que los recibe o

recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras,

modula el paso de dichos portadores (base).

FUNCIONAMIENTO De manera simplificada, la corriente que circula por el "colector"

es función amplificada de la que se inyecta en el "emisor", pero el transistor

sólo gradúa la corriente que circula a

través de sí mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta la

"base" para que circule la carga por el "colector", según el tipo de circuito que

se utilice. El factor de amplificación o

ganancia logrado entre corriente de base y corriente de colector, se

denomina Beta del transistor.

Los transistores son la base de la electrónica actual

y su miniaturización ha permitido el desarrollo de los microprocesador

es de los ordenadores

actuales, aumentando su

potencia de cálculo y

reduciendo su tamaño

Transistores Símbolo transistor NPN

TRANSISTORES PNP Y NPN! PÁGINA16

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Algunos circuitos pueden ser diseñados

asumiendo que la tensión base-emisor es aproximadamente constante, y que la corriente de

colector es β veces la corriente de la base.

El transistor posee tres estados de operación: estado de corte, estado de saturación y estado de

actividad.

NPNNPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares,

en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las

diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN,

debido a que la movilidad del electrón es mayor que

la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de

operación.Los transistores NPN consisten en una capa de

material semiconductor dopado P (la "base") entre

dos capas de material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en configuración

emisor-común es amplificada en la salida del colector.

La flecha en el símbolo del transistor NPN está

en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el

dispositivo está en funcionamiento activo.

PNPLos transistores PNP consisten en una capa de

material semiconductor dopado N entre dos capas de

material dopado P. Los transistores PNP son

comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de

alimentación a través de una carga eléctrica externa.

Una pequeña corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule

desde el emisor hacia el colector.

La flecha en el transistor PNP está en el terminal del emisor y apunta en la dirección en que la

corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.

Pocos transistores usados hoy en día son PNP,

debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias.

TIPO DE TRANSISTORESTRANSISTORES PNP Y NPN

NPN

PNP

RELÉ! PÁGINA17

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RELÉ Aunque el relé es básicamente un componente e léc t r i co vamos a

estudiarlo en este tema ya que se utiliza en muchos circuitos electrónicos.

El relé o relevador, del francés

relais, relevo, es un dispositivo electromecánico, que funciona como un

interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una

bobina y un electroimán, se acciona un

juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos

eléctricos independientes.El relé es capaz de controlar un

circuito de salida de mayor potencia

que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un

amplificador eléctrico.

PARTES Y FUNCIONAMIENTOSe denominan contactos de trabajo aquellos que se cierran cuando la

bobina del relé es alimentada y

contactos de reposo a los cerrados en ausencia de alimentación de la misma.

De este modo, los contactos de un relé

pueden ser normalmente abiertos, NA o NO, Normally Open por sus siglas en

inglés, normalmente cerrados, NC,

Normally Closed, o de conmutación. la lamina central se denomina lamina

inversora o de contactos inversores o de conmutación que son los contactos

móviles que transmiten la corriente a

los contactos fijos.Los contac tos nor malmente

abiertos conectan el circuito cuando el

relé es activado; el circuito se

RELË Símbolo del relé

RELÉ (continuación)! PÁGINA18

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desconecta cuando el relé está inactivo. Este tipo de

contactos es ideal para aplicaciones en las que se requiere conmutar fuentes de poder de alta

intensidad para dispositivos remotos.

Los con tac to s nor ma lmente ce r rados desconectan el circuito cuando el relé es activado; el

circuito se conecta cuando el relé está inactivo. Estos contactos se utilizan para aplicaciones en las que se

requiere que el circuito permanezca cerrado hasta

que el relé sea activado.Los contactos de conmutación controlan dos

circuitos: un contacto NA y uno NC con una terminal común.

VENTAJAS DEL USO DE RELÉS La gran ventaja de los relés electromagnéticos

es la completa separación eléctrica entre la corriente

de accionamiento, la que circula por la bobina del electroimán, y los circuitos controlados por los

contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones

de control. También ofrecen la posibilidad de control

de un dispositivo a distancia mediante el uso de pequeñas señales de control.

FUNCIONAMIENTO Los contactos principales se conectan al

circuito que se quiere gobernar. Asegurando el

establecimiento y cortes de las corrientes principales

y según el número de vías de paso de corriente podrá ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. realizándose las

maniobras simultáneamente en todas las vías.

Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos, NA, y cerrados, NC. Estos forman parte del

circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones , los mandos, enclavamientos de

contactos y señalizaciones en los equipos de

automatismo.Cuando la bobina del contactor queda excitada

por la circulación de la corriente, esta mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactos

principales y auxiliares, estableciendo a través de los

polos, el circuito entre la red y el receptor. Este arrastre o desplazamiento puede ser:

• Por rotación, pivote sobre su eje.• Por traslación, deslizándose paralelamente a las

partes fijas.

• Combinación de movimientos, rotación y traslación.

Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los

polos y del resorte de retorno de la armadura móvil.

Accionamiento de un motor de C.A. mediante un relé de C.C. Relé sin corriente / con corriente

SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA! PÁGINA19

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ALGUNOS SÍMBOLOS USADOS EN ELECTRÓNICA

EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I! PÁGINA20

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DETECTOR DE HUMEDAD:

ELECTRONICA BASICA PARA PROFESORES DE TECNOLOGIA, CEP Albacete 3

2. Detector de humedad

a) Identifique los componentes.

b) Explique como funciona el circuito y la utilidad de cada componente.

c) Monte el circuito en la placa de pruebas y verifique su funcionamiento.

d) Realice una simulacion por ordenador.

e) Indique otras posibles aplicaciones del circuito.

Figura 3: Detector de humedadDETECTOR DE LUZ:

ELECTRONICA BASICA PARA PROFESORES DE TECNOLOGIA, CEP Albacete 4

3. Detector de luz

a) Compruebe el funcionamiento en el simulador omitiendo los amperımetros.

b) ¿Como se comporta la LDR frente a cambios de luz? Dibuje una grafica aproximadaresistencia (ohmios) vs iluminancia (lux).

c) Explique el funcionamiento global del circuito indicando la funcion de cada compo-nente.

d) Monte el circuito en la placa de pruebas.

e) ¿Como se podrıa modificar la sensibilidad del circuito?

f ) Si en vez de activar un LED quisieramos encender o apagar un pequeno motor DC,¿se podrıa usar el mismo montaje? Compruebelo.

Figura 4: Circuito sensible a la luz

EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS II! PÁGINA21

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CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR:

CONTROL DE TEMPERATURA CON NTC:

CONTROL DE INTENSIDAD LUMINOSA CON LDR:

PUENTE DIODOS: RECTIFICADOR CORRIENTE! PÁGINA22

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En este circuito el transformador es alimentado por una tensión en corriente alterna.  Los diodos D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso.

Ver que la corriente atraviesa la resistencia de carga RL.

El el semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3

son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente como en el caso anterior

también pasa por la carga RL. en el mismo sentido que en el semiciclo positivo.

La salida tiene la forma de una onda rectificada completa. Esta salida es pulsante y para "aplanarla" se

pone un condensador en paralelo con la carga. Este condensador se carga a la tensión máxima y se descargará por RL mientras que la tensión de salida del secundario del transformador disminuye a cero ("0")

voltios, y el ciclo se repite.

ELECTRÓNICA

Esta ha sido una primera

aproximación al mundo de la electrónica

analógica con la presentación de los componentes

esenciales.

Enero 2010

DE:A D O L F O R O D R Í G U E Z

I E S A v a l ó nV a l d e m o r o ( M a d r i d )Número I

BIBLIOGRAFÍA:Wikipediawww.unicrom.comDiversas webs de profesores de secundaria

Circuitos Electrónicos