Transistores

Hola alumnos/as, en esta entrada vamos a estudiar los transistores y los modo de funcionamiento que poseen. También veremos la utilidad que tienen en diferentes aplicaciones.

El transistor es el componente electrónico más importante y el más utilizado. Está formado por tres capas de material semiconductor, en las que colocamos tres terminales y después encapsulamos para que puedan montarse en un circuito.

                                 Transistores, por PublicDomainPictures (Pixabay), CC0 1.0

Los terminales en los transistores se denominan colector, base y emisor. Las corrientes de base y colector entran en el transistor, mientras que la corriente de emisor sale del dispositivo.

El transistor principalmente tiene dos funciones:

1. Como interruptor, abriendo y cerrando para cortar o dejar  pasar la corriente por el circuito.
2. Como amplificador de señales.

Un transistor puede tener 3 estados posibles dentro un circuito:

• En activa: deja  pasar más o menos corriente (Corriente variable). Al aumentar la intensidad de corriente en la base aumenta la intensidad en el colector, según la ganancia. La ganancia es realmente lo que se amplifica la corriente en el transistor. Por ejemplo una ganancia de 100 significa que la corriente que metamos por la base se amplifica, en el colector, 100 veces, es decir será 100 veces mayor la de colector que la de la base. Como la de colector es muy parecida a la del emisor, podemos aproximar diciendo que la corriente del emisor también es 100 veces mayor que la de la base.

• En corte: No deja pasar la corriente (Corriente nula).  Si no circula corriente por la base no circulará corriente entre el colector y el emisor.

• En saturación: deja pasar toda la corriente (Corriente máxima). Si aumentamos progresivamente el valor de intensidad en la base, llega un momento en el que la intensidad del emisor no sigue aumentando. El transistor se comporta entonces como un interruptor cerrado.

En la imagen de abajo podemos ver los modos de funcionamiento de un transistor viendo el modelo hidráulico equivalente.

Muchas veces para aumentar la sensibilidad de los sensores se recurre a aumentar la ganancia mediante el llamado par Darlington, que consiste en incrementar la ganancia de un sistema utilizando dos transistores en cascada, conectándolos tal y como aparece en la figura de abajo. De esta forma podemos conseguir ganancias muy elevadas. En este enlace tenéis una aplicación del par Darlington.

¿Cómo funciona un cargador de teléfono móvil?

Estimados alumnos y alumnas, aquí os dejo un vídeo explicativo de como se transforma de corriente alterna a corriente continua.  Para ello se usa un transformador, diodos y un condensador.  Por lo que este vídeo sirve para ver un ejemplo directo de las aplicaciones que tienen los componentes electrónicos que hemos estudiado hasta el momento.

Imaginad que queremos cargar nuestro teléfono móvil, pero como ya sabemos la tensión de red es de 230 V en corriente alterna y nuestro móvil necesita cargarse en corriente continua a 5 V. ¿Cómo se logra por medio de la electrónica? En este enlace podéis revisar la diferencia que existe entre la corriente alterna y continua .

Semiconductores. Diodos

Hola alumnos/as, en esta entrada vamos a estudiar los semiconductores. Éstos tienen una gran importancia en la electrónica, ya que muchos componentes electrónicos basan su funcionamiento en los materiales semiconductores.

El silicio y el germanio son dos semiconductores. Normalmente son aislantes, pero si aplicamos un voltaje entre los extremos de estos materiales o  aumentamos su temperatura, comienzan a conducir la electricidad, aunque en unas condiciones inferiores a los materiales conductores.

Por lo que, los materiales semiconductores son aquellos que pueden llegar a conducir la electricidad si reciben energía externa. Para mejorar las propiedades de los semiconductores, se les somete a un proceso de impurificación llamado dopaje. Dicho proceso consiste en la introducción de átomos de otras sustancias. Según las impurezas, los semiconductores pueden ser tipo P o tipo N.

Al unir un semiconductor tipo P con uno tipo N obtenemos un diodo. Al terminal conectado al material P lo llamamos ánodo, y al terminal conectado al material N lo llamamos cátodo. 

Si conectamos el polo negativo de una pila al semiconductor P y el positivo al semiconductor N, el diodo no conduce y por tanto se comporta como un aislante. En este caso se dice que el diodo está polarizado inversamente.

Si conectamos el polo positivo de una pila al semiconductor P y el negativo al semiconductor N, el diodo se vuelve conductor y por tanto conduce corriente. En este caso se dice que el diodo está polarizado directamente.

El diodo LED, llamado diodo emisor de luz, tiene el mismo comportamiento que los diodos, es decir, se vuelve conductor cuando está polarizado directamente. Pero éste tiene la especial característica de que se ilumina cuando conduce corriente. El voltaje para que se vuelva conductor es de unos 2 V y la intensidad de corriente que lo atraviesa es de 20 mA. Por lo que su potencia es muy pequeña (P=V*I), lo que hace que sea muy atractivo en numerosas aplicaciones como equipos de música, televisores, semáforos, carteles luminosos, etc. 

                                Diodo led, por Clker-Free-Vector-Images (Pixabay), CC0 1.0

¿Sabéis soldar componentes electrónicos con estaño?

Hola alumnos/as aquí os dejo un vídeo explicativo de como se lleva a cabo el proceso de soldar componentes electrónicos en una placa de circuito impreso (PCB). 

También me gustaría aclarar que antes de pasar a fabricar una PCB se prueba el funcionamiento del circuito electrónico diseñado en una placa de prueba o placas de inserción (Protoboard), que es un tablero con orificios que se encuentran conectados eléctricamente entre si de manera interna (siguiendo patrones de líneas) en los que se pueden insertar componentes electrónicos y cables para montar los circuitos a probar. En la figura de abajo tenéis una protoboard.

  Protoboard, por halejandropmartz (Pixabay), CC0 1.0

¿Qúe son los condensadores?

Los condensadores permiten almacenar carga eléctrica y usarla después. Constan de dos placas metálicas separadas por un aislante (dieléctrico). A cada placa se le une un terminal para la conexión al circuito. 

La capacidad (C) es la relación entre la carga eléctrica que almacena un condensador y el voltaje al que se somete. Su unidad en el SI es el faradio (F). En la siguiente fórmula se puede apreciar dicha relación existente entre las magnitudes descritas anteriormente:

•   C: Capacidad en faradios
•   q: carga en culombios
•   V: voltaje en voltios

Los valores utilizados en electrónica suelen ser:

-Milifaradio: mF

-Microfaradio: µF

-Nanofaradio: nF

-Picofaradio: pF

                                       Condensadores, por rgouveia (Pixabay), CC0 1.0

Si a un condensador le conectamos una pila entre sus terminales, el condensador se carga casi instantáneamente. El tiempo que invierten este proceso se denomina tiempo de carga. Si luego unimos sus dos terminales, el condensador se descarga casi instantáneamente, proceso que se denomina tiempo de descarga. Controlando el tiempo de carga y descarga se pueden construir temporizadores, para ello hay que colocar una resistencia en serie con el condensador.

Los condensadores los podemos encontrar de: Policarbonato, Poliéster, Tántalo, Cerámico, Electrolítico. Sobre su superficie llevan indicados los valores de capacidad y voltaje máximos que pueden soportar. Fundamentalmente se emplean los condensadores cerámicos y los electrolíticos.

Resistencias eléctricas

Hola, en esta clase vamos a estudiar las resistencias fijas y variables, y dentro de estas últimas, las resistencias cuyo valor varía con la luz o con la temperatura.

• Resistencias fijas: Son aquellas cuyo valor de resistencia eléctrica no varía. En los circuitos electrónicos se usan para limitar la cantidad de corriente que circula por un determinado circuito y proteger algunos componentes por los que no debe circular una intensidad de corriente elevada. En la figura de abajo podemos observar una resistencia fija y su símbolo asociado. Para identificar el valor en ohmios (Ω) de una resistencia emplearemos un código de cuatro franjas de colores. Las tres primeras indican el valor en ohmios de la resistencia, y la cuarta proporciona el valor de la tolerancia, es decir, de la desviación máxima, expresada en tanto por cien, sobre el valor que indican las tres primeras franjas. En este enlace podemos comprobar el  valor de las resistencias.

                     Resistencia eléctrica, por Clker-Free-Vector-Images (Pixabay), CC0 1.0

• Resistencias variables: Son aquellas cuyo valor de resistencia eléctrica varía. Dentro de este tipo de resistencias encontramos 3 tipos:

1.Potenciómetros: Los potenciómetros varían su resistencia entre cero ohmios (Ω) y un valor máximo que aparece indicado en el componente. Para variar el valor de dicha resistencia es necesario girar un eje o desplazar un cursor.

2.Resistencias variables con la temperatura, termistores (NTC y PTC): El valor de resistencia varía según varía la temperatura, por lo que dichas resistencias tienen un gran interés en sistemas automáticos de regulación de temperatura.

      NTC: Si la temperatura aumenta, la resistencia disminuye.

      PTC: Si la temperatura aumenta, la resistencia aumenta.

3.Resistencias variables con la luz (LDR): El valor de resistencia varía en función de la cantidad de luz que reciben.

Diferencia entre Electrónica Analógica y Digital

Hola chic@s, me gustaría comenzar explicando la diferencia entre la electrónica analógica y la electrónica digital. Dicha diferencia es fundamental para entender todo lo que desarrollaremos en este blog.

• Electrónica Analógica: Es la parte de la electrónica que trabaja con variables continuas, de tal forma que una pequeña modificación en alguna variable puede producir un gran cambio en el comportamiento del circuito, así que aquí las variables serán números reales. Es decir, trabaja con corrientes y tensiones que varían continuamente de valor en el transcurso del tiempo.

• Electrónica Digital: Es la parte de la electrónica que trabaja con las variables discretas, lo que implica que una pequeña modificación en alguna de las variables del circuito (siempre que no cambie su valor discreto) no producirá ningún cambio apreciable en el comportamiento del circuito, ya que no depende del valor exacto de la señal. La electrónica digital trabaja con valores de corrientes y tensiones eléctricas que solo pueden poseer dos estados en el transcurso del tiempo. Hay o no hay corriente o tensión, por eso este tipo de electrónica siempre es binaria (2 dígitos, el 0 y el 1).

Por supuesto, un único circuito puede contener ambas ramas, dependiendo de la zona de operación que se analice puede tener un razonamiento analógico o digital.