¿Qué es un diodo?

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.

Funcionamiento.

El diodo es un dispositivo de dos terminales que, en una situación ideal, se comporta como un interruptor común con la condición especial de que solo puede conducir en una dirección. Tiene un estado encendido, el que en teoría parece ser simplemente un circuito cerrado entre sus terminales, y un estado apagado, en el que sus características terminales son similares a las de un circuito abierto. Cuando el voltaje tiene valores positivos de VD (VD > 0 V) el diodo se encuentra en el estado de circuito cerrado (R= 0 Ω) y la corriente que circula a través de este está limitada por la red en la que este instalado el dispositivo

Objetivo

El diodo ideal presenta la propiedad de ser unidireccional, esto es, si se aplica un voltaje con polaridad determinada, el diodo permite el flujo de corriente con resistencia despreciable y con un voltaje de polaridad opuesta no permitirá el paso de corriente.

En la construcción del diodo semiconductor. Se colocan dos materiales semiconductores con contenido de carga opuesta uno al lado del otro. Un material es semiconductor como silicio o germanio excesivamente cargado de partículas negativas (electrones). El otro material es del mismo tipo semiconductor con la diferencia de que este tiene la ausencia de cargas negativas

Cuando se aplica un voltaje de paralización directa (voltaje de corriente directa) la región iónica en la unión se reduce y los portadores negativos en el material tipo n pueden superar la barrera negativa restante iones positivos y continuar su camino hasta el potencial aplicado.

Las características reales del dispositivo no son ideales, y la grafica nos muestra cómo se comporta el diodo con el tipo y cantidad de voltaje suministrado al mismo

Transistor y los tipos de transistor.

En electrónica, pequeño dispositivo semiconductor que cierra o abre un circuito o amplifica una señal; se emplea en circuitos integrados para generar bits (ceros y unos).

"si el transistor está abierto, la corriente no puede pasar (bit 0) y si está cerrado, la corriente pasa (bit 1); los transistores hacen funcionar los aparatos electrónicos, como la radio o la televisión" su simbología es la siguiente:

Los tipos de transistores son:

Transistor de contacto puntual.- Llamado también «transistor de punta de contacto», fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por John Bardeen y Walter Brattain. Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combinación cobre-óxido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se «ve» en el colector, de ahí el nombre de transfer resistor. Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.

Transistor de unión bipolar.- El transistor de unión bipolar (o BJT, por sus siglas del inglés bipolar junction transistor) se fabrica básicamente sobre un mono cristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP.

Transistor de efecto de campo.- El transistor de efecto de campo de unión (JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la práctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto óhmico, tenemos así un transistor de efecto de campo tipo N de la forma más básica. Si se difunden dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre sí, se producirá una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador. Aplicando tensión positiva entre el drenador y el surtidor y conectando la puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la que llamaremos corriente de drenador con polarización cero. Con un potencial negativo de puerta al que llamamos tensión de estrangulamiento, cesa la conducción en el canal.

El transistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en inglés, que controla la corriente en función de una tensión; tienen alta impedancia de entrada.

Transistor de efecto de campo de unión, JFET, construido mediante una unión PN.

Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se aísla del canal mediante un dieléctrico.

Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET, donde MOS significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metálica y está separada del canal semiconductor por una capa de óxido.

Fototransistor.- Los fototransistores son sensibles a la radiación electromagnética en frecuencias cercanas a la de la luz visible; debido a esto su flujo de corriente puede ser regulado por medio de la luz incidente. Un fototransistor es, en esencia, lo mismo que un transistor normal, sólo que puede trabajar de 2 maneras diferentes:

Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo común);

Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (Modo de iluminación).

Resistencias.

Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. Su simbología es:

Objetivo.

Mantener, durante el máximo tiempo posible una intensidad óptima de la carga.

Cómo funciona la resistencia?

La resistencia es un elemento muy importante dentro de cualquier circuito eléctrico, con la ayuda de la resistencia podemos limitar el flujo de la corriente (es decir el amperaje) que atraviesa el circuito en cuestión. Cuando intentas conectar un led que normalmente funciona con 1 ó 2 volt. A una alimentación de 9 volt. Es

lógico que se funda; puesto que el led estaría obligado a funcionar con corrientes (amp.) muy elevadas. Para comprender mejor este fenómeno necesitamos conocer la Ley de Ohm (I=E/R); donde I es la corriente que atraviesa el circuito, E es la tensión o el voltaje de trabajo, y R la resistencia total del circuito. Para poder utilizar esta batería de 9 volt. necesitamos transformar este voltaje a (1 ó 2 volt.) con ayuda de un transformador o con un arreglo que se hace a base de varias resistencias conectadas en (serie-paralelo) y se conoce con el nombre de (divisor de voltaje), y conectar el led donde la caída de tensión es del orden de los 1 ó 2 voltios; solo hay que tener muy en cuenta la potencia disipada en cada elemento del circuito; la cual en cada resistencia no debe ser mayor 1/4 ó 1/2 wat. Dependiendo del tipo de resistencia utilizada.

Capacitores.

Existen tres categorías diferentes de capacitores:

De capacidad fija, con láminas metálicas paralelas

Semifijos o de capacidad ajustable

De capacidad variables (prácticamente en desuso, pues han sido sustituido por diodos varicap o varistor)

Simbología:

Funcionamiento del capacitor.

Un capacitor electrónico es un componente importante en los dispositivos eléctricos. Se considera un dispositivo "pasivo", ya que no afecta a las corrientes eléctricas activamente o a otros componentes eléctricos. En su lugar, los capacitores almacenan energía eléctrica entre los conductores eléctricos. Los números impresos en el capacitor se refieren a la cantidad de corriente que puede sostener pasivamente.

Fototransistor.

Se llama fototransistor a un transistor sensible a la luz, normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la región de base, generando portadores en ella. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción.

Funcionamiento.

- Como un transistor normal con la corriente de base (IB) (modo común)

- Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. (IP) (Modo de iluminación).

Se pueden utilizar las dos en forma simultánea, aunque el fototransistor se utiliza principalmente con la patita de la base sin conectar. (IB = 0)

La corriente de base total es igual a corriente de base (modo común) + corriente de base (por iluminación): IBT = IB + IP

Si se desea aumentar la sensibilidad del fototransistor, debido a la baja iluminación, se puede incrementar la corriente de base (IB), con ayuda de polarización externa.

Símbolo:

Objetivo.

Ocurre la generación térmica y se cierra una malla para los electrones minoritarios. Se pinta de negro el transistor dejando una rendija para que entre la luz. Con esto tenemos fotones que hacen que la corriente aumente, cuanto más fotones halla más aumentará la corriente.

FET.

El funcionamiento del transistor de efecto de campo es distinto al del BJT. En los MOSFET, la puerta no absorbe corriente en absoluto, frente a los BJT, donde la

corriente que atraviesa la base, pese a ser pequeña en comparación con la que circula por las otras terminales, no siempre puede ser despreciada. Los MOSFET, además, presentan un comportamiento capacitivo muy acusado que hay que tener en cuenta para el análisis y diseño de circuitos.

Símbolo:

Objetivo.

El transistor de efecto campo (Field-Effect Transistor o FET, en inglés) es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial.

La mayoría de los FET están hechos usando las técnicas de procesado de semiconductores habituales, empleando la oblea mono cristalina semiconductora como la región activa o canal. La región activa de los TFT (thin-film transistor, o transistores de película fina) es una película que se deposita sobre un sustrato (usualmente vidrio, puesto que la principal aplicación de los TFT es como pantallas de cristal líquido o LCD).

Tiristor (SCR).

Funcionamiento.

Un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones pn tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta. La fig. 1 muestra el símbolo del tiristor y una sección recta de tres uniones pn. Los tiristores se fabrican por difusión.

Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3 tienen polarización directa o positiva. La unión J2 tiene polarización inversa, y solo fluirá una pequeña corriente de fuga del ánodo al cátodo. Se dice entonces que el tiristor está en condición de bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corriente fuga corriente de estado inactivo ID. Si el voltaje ánodo a cátodo VAK se incrementa a un valor lo suficientemente grande la unión J2

polarizada inversamente entrará en ruptura. Esto se conoce como ruptura por

avalancha y el voltaje correspondiente se llama voltaje de ruptura directa VBO. Dado que las uniones J1 y J3 ya tienen polarización directa, habrá un movimiento libre de portadores a través de las tres uniones que provocará una gran corriente directa del ánodo. Se dice entonces que el dispositivo está en estado de conducción o activado.

Símbolo:

Objetivo.

El tiristor es equivalente electrónico de los interruptores mecánicos; por tanto, es capaz de dejar pasar plenamente o bloquear por completo el paso de la corriente sin tener nivel intermedio alguno, aunque no son capaces de soportar grandes sobrecargas de corriente.

El diseño del tiristor permite que éste rápidamente a encendido al recibir un pulso momentáneo de corriente en su terminal de control, denominada puerta (o en ingles, gote), a medida que aumenta la corriente de puerta se desplaza el punto de disparo.

Triac.

Funcionamiento.

Al igual que el tiristor tiene dos estados de funcionamiento: bloqueo y conducción. Conduce la corriente entre sus terminales principales en un sentido o en el inverso, por ello, al igual que el diac, es un dispositivo bidireccional.

Símbolo:

Objetivo.

Conduce entre los dos ánodos (A1 y A2) cuando se aplica una señal a la puerta (G).Se puede considerar como dos tiristores en anti paralelo. Al igual que el tiristor, el paso de bloqueo al de conducción se realiza por la aplicación de un impulso de corriente en la puerta, y el paso del estado de conducción al de bloqueo por la disminución de la corriente por debajo de la intensidad de mantenimiento (IH).

Relevador.

Funcionamiento.

El electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, que provoca que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

Símbolo:

Objetivo.

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. 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. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.

Dado que 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. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores". De ahí "relé".

Etapas de las fuentes de alimentación.

Transformador.

Objetivo.

El transformador entrega en su secundario una señal con una amplitud menor a la señal de entrada

La señal que se entrega en el secundario del transformador deberá tener un valor acorde a la tensión (voltaje) final, de corriente continua, que se desea obtener.

Funcionamiento.

Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro.

Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario.

Símbolo.