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SEMICONDUCTORES
COMPONENTES PASIVOS
Los componentes pasivos son aquellos que dentro de un
circuito no proporcionan ganancia, pero si consumen energía
eléctrica.
RESISTENCIAS
Sabemos que desde el punto de vista de la corriente eléctrica existen básicamente dos tipos
de materiales, en función de la mayor o menor facilidad con la que esta circula a través de
ellos : Conductores y aislantes
Resistencia es la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. Los
componentes que en electrónica se emplean para que cumplan esta misión se denominan
Resistores.
La unidad de medida de resistencia es el ohmio, y se representa por la letra W
Los Resistores se clasifican en: Fijos, variables y no lineales ( NTC, PTC, etc.)
- Resistores fijos.Se fabrican básicamente los siguientes tipos de resistores:
Resistores de aglomerado, de película de carbón, de película metálica y resistores bobinados.
En los tres primeros se utiliza, para conocer su valor óhmico, el código de colores, mientras
que en los bobinados, este valor viene indicado en su cuerpo.
Símbolos:
Aspecto físico:
Vemos que en su aspecto físico presentan franjas de colores. Para conocer su valor,
hay que observar los colores de izquierda a derecha, situando el color de la
tolerancia a la derecha.
Las franjas 1ª, 2ª y 3ª expresan el valor en ohmios y la franja 4ª indica su tolerancia
en %.
- Resistores variables.Son resistores en los cuales su resistencia se puede variar. Se dividen en
resistores ajustables y Potenciómetros.
Símbolo del resistor ajustable:
Símbolo del Potenciómetro:
Aspecto físico
Aspecto físico
Los resistores se pueden clasificar también en función de su potencia. Esto hay
que tenerlo en cuenta a la hora de montarlos en un circuito, puesto que la misión
de estos componentes es la de disipar energía eléctrica en forma de calor. Por lo
tanto, no es suficiente con definir su valor en óhmios, también se debe conocer
su potencia. Las mas usuales son: 1/8 w, 1/4 w, 1/2 w, 1w, 2w, 4w, 8w y 10w
CÓDIGO DE COLORES:
EJEMPLOS:
Rojo, blanco, amarillo, oro
Azul, negro, oro, marrón
Rojo, amarillo, azul, oro
290000 W ± 5%
60 W ± 1%
24000000 W ± 5%
LEY DE OHM
La intensidad de corriente que circula por un circuito eléctrico, es
directamente proporcional al voltaje o tensión aplicado al circuito, e
inversamente proporcional a la resistencia que ofrece dicho circuito al paso
de la corriente eléctrica.
La expresión matemática que cumple con esta
definición es la siguiente:
Donde I es la intensidad,
U es la tensión y R la
resistencia, siendo sus
unidades las siguientes:
POTENCIA
La potencia se define como el producto entre la tensión aplicada a un
circuito eléctrico y la intensidad que es absorbida por este. Su unidad de
medida es el vatio, y se representa por la letra W
Si tenemos en cuenta además la ley de OHM, y sustituimos en la
expresión anterior, podemos obtener las siguientes fórmulas:
SEMICONDUCTORES
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.
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
Símbolo:
Aspecto físico:
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 O LDR ( 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
Símbolo:
Aspecto físico:
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 O VDR.- ( Resistencia Dependiente del voltaje )
Son componentes cuya resistencia aumenta cuando disminuye el voltaje aplicado en
sus extremos.
- VOLTAJE » + RESISTENCIA
+ VOLTAJE » - RESISTENCIA
Símbolo:
Aspecto físico:
Aplicaciones de la VDR.- Compensación del valor óhmico cuando varia la tensión en un circuito.
- Estabilizadores de tensión.
LOS DIODOS
Si unimos un semiconductor tipo "P" con uno tipo "N",
obtendremos un "DIODO".
Existen los siguientes tipos de Diodos:
DIODO RECTIFICADOR.Estos diodos tienen su principal aplicación en la conversión de corriente
alterna AC, en corriente continua DC.
Símbolo:
Aspecto físico:
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".
Símbolo:
Aspecto físico:
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.
Símbolo:
Aspecto físico:
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.
Símbolo:
Aspecto físico:
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 se comporta como un interruptor abierto, no dejando
pasar la señal.
DIODO ZENER.El diodo zener sirve para regular o estabilizar el voltaje en un circuito.
Esto quiere decir que tiene la propiedad de mantener en sus extremos
una tensión constante gracias a que aumenta la corriente que circula por
el.
Símbolo:
Aspecto físico:
En el cuerpo del diodo suele venir indicada la tensión a la que
estabiliza, ejemplos:
5V1 Diodo zener que estabiliza a 5,1 voltios.
6V2 Diodo zener que estabiliza a 6,2 voltios.
Según el código de identificación europeo será:
Ejemplo:
B Z Y 79 - C 15
- BZY79.....Indica el tipo de diodo zener.
- C ...........Indica la tolerancia, A= 1%, B= 2%, C= 5%, D= 10%, E= 15%
- 15 ..........Indica que el zener estabiliza a 15 voltios
Circuito ejemplo:
El diodo zener se utiliza en los circuitos, con
polarización inversa, es decir positivo en el cátodo y
negativo en el ánodo.
DIODO VARACTOR O VARICAP.-
Este dispositivo se fabrica con la finalidad de obtener un
condensador electrónico compuesto a base de semiconductores.
Símbolo:
Se utiliza con polarización inversa.
Al aplicarle una tensión en sus extremos se almacena una carga eléctrica
como en un condensador. Cuanto mayor sea el voltaje aplicado, menor será
la capacidad.
Aplicaciones .- La aplicación mas importante es en los sintonizadores de canales,
utilizados tanto en videos, como en los televisores actuales.
Las bandas que se pueden sintonizar son:
- BANDA I o VL .Canales bajos de VHF DE 47 A 68 MHZ
- BANDA III o VHF .- Canales altos de VHF DE 174 A 230 MHZ
- BANDA V o UHF .Canales altos
DE 470 A 854 MHZ
FOTODIODO.-
Es un dispositivo que tiene la propiedad de que estando
polarizado directamente, conduce cuando recibe luz.
Símbolo:
Aplicaciones .- Se utiliza en televisores, videos, y equipos de música como
sensor de los mandos a distancia que utilizan diodos emisores de
rayos infrarrojos.
DIODO LED.- ( Diodo Emisor de Luz )
Es un diodo que realiza la función contraria al fotodiodo. Cuando
se le aplica tensión, polarizado directamente, emite luz.
Se fabrica con un compuesto formado por Galio, Arsénico y
Fósforo.
Símbolo:
Aspecto físico
La zona plana, donde comienza una de las patillas, indica el
cátodo .
Aplicaciones .- Se emplean, en aparatos electrónicos como indicadores
luminosos, por ejemplo: televisores, videos, mandos, etc.
Los diferentes colores dependen del material con que hayan sido
fabricados, teniendo cada uno de ellos las siguientes
características:
LONGITUD DE ONDA EN mm
VOLTAJE EN voltios
565
VERDE
2,2 - 3,0
590
AMARILLO
2,2 - 3,0
615
NARANJA
1,8 - 2,7
640
ROJO
1,6 - 2,0
690
ROJO
2,2 - 3,0
880
INFRARROJO
2,0 - 2,5
900
INFRARROJO
1,2 - 1,6
940
INFRARROJO
1,3 - 1,7
Este excepcional Circuito Integrado muy difundido en nuestros días
nació hace 30 años y continúa utilizándose actualmente, veamos una muy
breve reseña histórica de este C.I..
Se puede ver de la figura que independientemente del tipo de encapsulado la
numeración de las patillas es la misma
El 556 es un C.I con 2 temporizadores tipo 555 en una sola unidad de 14
pines y el 558 es un C.I. con 4 temporizadorestipo 555 en una sola unidad
de 14 pines
Descripción de las patillas o pines del 555
1 Tierra o masa
2 Disparo: Es en esta patilla, donde se establece el inicio del
tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable.
Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo
del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser
de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la
salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a
alto otra vez.
3 Salida: Aqui veremos el resultado de la operación del
temporizador, ya sea que este conectado como monostable,
astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje
de aplicación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede
obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla # 4
(reset)
4 Reset: Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la
patilla de salida # 3 a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla
no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se
"resetee"
Descripción de las patillas o pines del 555
5 Control de voltaje: Cuando el temporizador se utiliza en el modo de
controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde
Vcc (en la practica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2
Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la patilla # 3 esta
en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por las
resistencias y condensadores conectados externamente al 555). El
voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 45 y un 90 % de
Vcc en la configuracion monostable. Cuando se utiliza la configuracion
astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando
el voltaje en esta patilla en la configuracion astable causará la
frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si
esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un capacitor de 0.01uF
para evitar las interferencias
6 Umbral: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y
se utiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo bajo
7 Descarga: Utilizado para descargar con efectividad el condensador
externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
8 V+: Tambien llamado Vcc, es el pin donde se conecta el voltaje de
alimentacion que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). Hay
versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios