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TEMA: ELECTRÓNICA 2
ELECTRÓNICA: COMPONENTES ELECTRÓNICOS BÁSICOS
1. RESISTENCIAS ELECTRÓNICAS
Resistencias fijas.
Resistencias aglomeradas.
Resistencias de película de carbón.
Resistencias de película metálica.
Resistencias bobinadas.
Resistencias variables (potenciómetros o reostatos).
Resistencias dependientes.
LDRs.
Termistores.
Varistores.
2. CONDENSADORES
Condensadores fijos.
Condensadores de papel.
Condensadores de plástico.
Condensadores cerámicos.
Condensadores de mica.
Condensadores electrolíticos.
Condensadores variables.
Condensadores ajustables.
3. DIODOS
Diodos metal-semiconductor.
Fotodiodos.
Diodos rectificadores.
Diodos LED.
Diodos Zener.
4. TRANSISTORES
Transistores PNP.
Transistores NPN.
5. RELES
TEMA: ELECTRÓNICA 3
COMPONENTES ELECTRÓNICOS BÁSICOS
1. RESISTENCIAS ELECTRÓNICAS
Las resistencias electrónicas son componentes pasivos, es decir, no generan intensidad ni tensión en
el circuito. Su comportamiento se rige por la ley de Ohm ( RIV ). Las características técnicas generales de las resistencias electrónicas son las siguientes:
Resistencia nominal. Es el valor teórico esperado al acabar el proceso de fabricación. Se expresa en ohmios (Ω) y viene indicado mediante un código de colores.
Tolerancia. Es la diferencia entre las desviaciones superior e inferior. Se expresa en tanto por ciento. Indica la precisión del componente, de forma que cuando la tolerancia presenta
un valor grande la resistencia es poco precisa, y cuando la tolerancia presenta un valor
pequeño la resistencia es más precisa.
Potencia nominal. Es el valor de la potencia, expresada en vatios, que el componente puede disipar de manera continua sin sufrir deterioro. Los valores normalizados más utilizados
son: 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2,…
1.1. Resistencias fijas. Son componentes de dos terminales que presentan un valor
óhmico constante, dentro de unos márgenes de tolerancia, que viene expresado por un código de
colores que aparece impreso sobre la cápsula de protección y que consiste en cuatro bandas o
franjas de colores normalizados: las tres primeras bandas indican el valor óhmico de la resistencia y
la cuarta banda indica la tolerancia.
Las resistencias fijas se pueden clasificar dependiendo del procedimiento de fabricación y del
material resistivo utilizado. El valor óhmico de estas resistencias está en función de la sección,
longitud y resistividad de la mezcla resistiva (s
lR ).
TEMA: ELECTRÓNICA 4
Resistencias aglomeradas. Son barras compuestas de una mezcla de grafito y de una resina aglomerante en las proporciones
adecuadas para obtener una determinada gama de valores. En los
extremos del cilindro se colocan unos casquillos a presión donde van
soldados los terminales. El conjunto se recubre con una resina o se
plastifica. Este tipo de resistencias puede alcanzar valores muy altos
pero son muy inestables térmicamente, esto es, su valor puede
modificarse de modo permanente por acción del calor.
Resistencias de película de carbón. Constan de una tira o película de carbón que se deposita y se enrolla sobre un soporte cilíndrico cerámico. Para proporcionar el valor adecuado de
resistencia se practican unos surcos espirales que alargan su longitud y que reducen su sección. En
los extremos del cilindro se colocan los casquillos terminales. El conjunto se esmalta y se pinta. Son
las resistencias más utilizadas en la actualidad debido a su gran estabilidad térmica.
Resistencias de película metálica. Constan de una tira metálica que se deposita y se enrolla sobre un soporte cilíndrico cerámico. Los metales utilizados en su fabricación son el cromo,
molibdeno, wolframio y titanio. Para proporcionar el valor adecuado de resistencia se practican
unos surcos espirales que alargan su longitud y que reducen su sección. En los extremos del cilindro
se colocan los casquillos terminales. El conjunto se esmalta y se pinta. Son resistencias muy
estables y fiables.
Resistencias bobinadas. Constan de un hilo o cinta metálica de una determinada resistividad enrollado sobre un
cilindro cerámico hasta obtener el valor de resistencia deseado. En
su fabricación se emplean aleaciones de níquel, cromo y aluminio,
y soportes de porcelana. El conjunto se esmalta, se le da una capa
de cemento o se cubre con un tubo cerámico, dando lugar a los tres
modelos más importantes de este tipo (esmaltados, cementados y
vitrificados). Son resistencias que disipan grandes potencias.
TEMA: ELECTRÓNICA 5
1.2. Resistencias variables (potenciómetros o reostatos). Son componentes pasivos
de tres terminales cuyo valor óhmico se puede variar entre 0 y el valor máximo del componente de
forma manual por medio de un contacto móvil, corredera o cursor, que suele ser el terminal central.
El ajuste de este componente puede ser lineal o giratorio. La resistencia nominal es el valor teórico
que presenta en sus extremos y se marca directamente sobre el cuerpo del componente. Estas
resistencias se emplean como sensores de posición ya que permiten manipular la señal eléctrica que
hay en un circuito. Las resistencias variables se pueden clasificar dependiendo del procedimiento de
fabricación y del material resistivo utilizado.
Bobinadas. Sobre un soporte cerámico se enrolla un hilo de material resistivo. El conjunto se vitrifica excepto la zona por donde debe correr el cursor.
De película. Sobre un soporte circular se deposita una mezcla de grafito y resinas, por donde se desplaza el cursor.
Potenciómetro de película
Potenciómetro de hilo
1.3. Resistencias dependientes. Son componentes electrónicos construidos a base de
materiales semiconductores. Su valor óhmico varía en función de diferentes características, como la
luz ambiental, la temperatura y la tensión.
LDRs. El valor óhmico de la resistencia de estos componentes varía en función de la luz que reciben en su superficie: cuando están en condiciones de oscuridad su resistencia es muy elevada y
cuando reciben una gran cantidad de luz su resistencia disminuye considerablemente. Se fabrican
con sulfuro de cadmio (elemento sensible a las radiaciones visibles) o con sulfuro de plomo
(elemento sensible a las radiaciones infrarrojas). El material sensible a las radiaciones energéticas se
coloca en un encapsulado de vidrio o de resina. Se emplean como sensores en la automatización y
control de sistemas de iluminación, en la apertura y cierre automático de puertas, en el movimiento
y paro de cintas transportadoras, ascensores, contadores, alarmas, en el control de circuitos con
relés, …
TEMA: ELECTRÓNICA 6
Termistores. El valor óhmico de la resistencia de estos componentes varía en función de la temperatura ambiental. El termistor NTC (coeficiente negativo de temperatura) se caracteriza
porque su valor óhmico disminuye al aumentar la temperatura, y porque aumenta cuando la
temperatura es baja. Este componente se fabrica con óxido de hierro, de cromo, de manganeso, de
cobalto o de níquel. El tipo de encapsulado (de disco, de varilla, moldeado, lenteja, con rosca para
chasis,…) 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 parámetros de funcionamiento en aparatos electrónicos,… El termistor PTC
(coeficiente positivo de temperatura) se caracteriza porque su valor óhmico aumenta al aumentar la
temperatura, y porque disminuye cuando la temperatura es baja. Este componente se fabrica con
titanato de bario. Se emplea en dispositivos de alarma, en circuitos de control de la temperatura del
agua en los automóviles, para evitar que se quemen las bobinas de los motores eléctricos,… Los
márgenes de utilización de los termistores están limitados a temperaturas inferiores a los 400 ºC.
TEMA: ELECTRÓNICA 7
Varistores. El valor óhmico de la resistencia de estos componentes electrónicos varía en función de la tensión, de forma
que cuando ésta aumenta bruscamente, la resistencia disminuye.
Bajo impulsos de tensión se comporta como un cortocircuito, esto
es, resistencia casi nula, y cuando cesan los impulsos posee una
elevada resistencia. Se fabrican a base de carburo de silicio, óxido
de cinc y de titanio. Se emplea para proteger los contactos móviles
de contactores, relés, interruptores,…, ya que la sobreintensidad
que se produce en los accionamientos disipa su energía en el
varistor, que se encuentra conectado en paralelo con ellos.
Las resistencias electrónicas se pueden acoplar o conectar de diferentes formas.
Acoplamiento de resistencias en serie. Se dice que un conjunto de resistencias está conectado en serie cuando la salida de una está conectada con la entrada de la siguiente, y
así sucesivamente hasta obtener dos únicos bornes que se conectan a la tensión de
alimentación. Para calcular la resistencia equivalente de la asociación se aplica la expresión
siguiente: ne RRRR ...21
Acoplamiento de resistencias en paralelo o en derivación. Se dice que un conjunto de resistencias está conectado en paralelo cuando todas las salidas están conectadas a un punto
común y todas las entradas a otro, de forma que sólo hay dos bornes que se conectan a la
tensión de alimentación. Para calcular la resistencia equivalente de la asociación se aplica la
expresión siguiente: ne RRRR
1...
111
21
Acoplamiento mixto de resistencias. Se dice que un conjunto de resistencias está conectado de forma mixta cuando hay resistencias en serie y en paralelo. Para calcular la
resistencia equivalente de la asociación se solucionan independientemente los montajes serie
y paralelo que lo compongan, hasta obtener un circuito único que se resuelve mediante la
expresión correspondiente.
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2. CONDENSADORES
Los condensadores son componentes electrónicos pasivos, que
almacenan cargas eléctricas para utilizarlas en el circuito en el
momento adecuado. Están formados por dos placas o armaduras
metálicas separadas por un material aislante denominado dieléctrico.
Se denomina capacidad de un condensador a la posibilidad de
acumular cargas eléctricas cuando se aplica una determinada tensión
en sus extremos.
Al aplicar una tensión continua entre las
armaduras de un condensador no pasa corriente
a través del mismo, pero se produce una
acumulación de cargas eléctricas entre sus
armaduras: cargas positivas en la armadura
conectada al polo positivo o ánodo de la pila y
cargas negativas en la armadura conectada al
polo negativo o cátodo de la pila. Si se elimina
la tensión y se juntan o cortocircuitan
exteriormente las armaduras a través de unos
terminales de conexión, se produce una
corriente muy breve entre ellas y el
condensador se descarga.
La capacidad de un condensador se expresa en faradios (F)
2.1. Condensadores fijos. Son componentes de dos
terminales que presentan una capacidad constante dentro de unos
márgenes de tolerancia. Se clasifican en función del material dieléctrico
utilizado, que se dispone en forma de láminas muy finas para conseguir
que las placas se encuentren muy próximas.
Condensadores de papel. Se construyen con láminas muy delgadas de aluminio separadas por dos tiras de una mezcla de celulosa impregnada
con resinas o parafinas como dieléctrico. El espesor del papel depende de la
diferencia de potencial que han de soportar las armaduras. Tienen la propiedad de autorregeneración en caso de perforación. Se fabrican con
capacidades comprendidas entre 1 μF y 480 μF. Su volumen es muy reducido
y presentan una gran estabilidad frente a los cambios de temperatura. Se
emplean en electrónica de potencia y energía para acoplamiento.
TEMA: ELECTRÓNICA 9
Condensadores de plástico. El dieléctrico empleado es poliestireno (estiroflex), politetrafluoroetileno (teflón), poliéster o policarbonato. Se fabrican en forma de bobinas o en
multicapas. Tienen la propiedad de autorregeneración en caso de perforación. Su volumen es muy
reducido, presentan una gran estabilidad frente a los cambios de temperatura y un excelente
comportamiento frente a la humedad. Se fabrican con capacidades comprendidas entre 1 nF y 100
μF.
Condensadores cerámicos. Los dieléctricos cerámicos se fabrican a partir de mezclas de
óxidos metálicos con aglutinantes adecuados. El proceso de fabricación de estos condensadores
consiste en la metalización de las dos caras del material cerámico utilizado, depositando plata sobre
ellas. Finalmente, se recubren de un material aislante y se marcan las características sobre él. Se
fabrican con capacidades comprendidas entre 1 pF y 470 nF. Se utilizan en circuitos que necesitan
una alta estabilidad y bajas pérdidas en altas frecuencias.
Condensadores de mica. Son condensadores estables que pueden soportar tensiones altas debido a su
elevada rigidez dieléctrica. Se fabrican con capacidades
comprendidas entre 5 pF y 100 nF. Se emplean en circuitos
de alta frecuencia.
Condensadores electrolíticos. Son condensadores que poseen una relación capacidad/volumen muy superior a los anteriores. Tienen polaridad, esto es, no se les puede aplicar
corriente alterna ni pueden invertirse las conexiones indicadas en el cuerpo del componente
(presentan riesgo de explosión si se polarizan inversamente o si se superan los valores de voltaje
para el que están diseñados). El proceso de fabricación consiste en depositar mediante electrolisis
una fina capa de aislante entre las armaduras, que son de aluminio o de tántalo. Permiten obtener
elevadas capacidades en espacios muy reducidos. Se fabrican con capacidades comprendidas entre
1 y 4700 μF.
TEMA: ELECTRÓNICA 10
2.2. Condensadores variables. Constan de un grupo de armaduras metálicas
móviles entre las que se sitúa el dieléctrico, que puede ser aire, mica o plástico. Al girar sobre un eje
se aumenta o se reduce la superficie de las armaduras metálicas enfrentadas, variando de esta forma
la capacidad. Con frecuencia, estos condensadores van montados en tandem, esto es, dos o más
condensadores sobre un mismo eje.
2.3. Condensadores ajustables (trimmers). Los más empleados son los que utilizan
como dieléctrico mica, aire o cerámica.
Los condensadores se pueden acoplar o conectar de diferentes formas.
Acoplamiento de condensadores en serie. Se dice que un conjunto de condensadores está conectado en serie cuando la salida de uno está conectada con la entrada del siguiente, y así
sucesivamente hasta obtener dos únicos bornes que se conectan a la tensión de alimentación.
TEMA: ELECTRÓNICA 11
Para calcular la capacidad equivalente de la asociación se aplica la expresión siguiente:
ne CCCC
1...
111
21
Acoplamiento de condensadores en paralelo o en derivación. Se dice que un conjunto de condensadores está conectado en paralelo cuando todas las salidas están conectadas a un
punto común y todas las entradas a otro, de forma que sólo hay dos bornes que se conectan a
la tensión de alimentación. Para calcular la capacidad equivalente de la asociación se aplica
la expresión siguiente: ne CCCC ...21
Acoplamiento mixto de condensadores. Se dice que un conjunto de condensadores está conectado de forma mixta cuando hay condensadores en serie y en paralelo. Para calcular la
capacidad equivalente de la asociación se solucionan independientemente los montajes serie
y paralelo que lo compongan, hasta obtener un circuito único que se resuelve mediante la
expresión correspondiente.
3. DIODOS
Los diodos son componentes electrónicos polarizados, construidos a
base de materiales semiconductores protegidos por una envoltura de
plástico o de metal de la que salen dos contactos unidos a las regiones P
y N respectivamente. Para identificar la polaridad de un diodo hay que
localizar la banda circular impresa en uno de los laterales que indica el
polo negativo o cátodo, que es el terminal unido al material tipo N. Se
trata de un dispositivo unidireccional, ya que sólo permite el paso de la
corriente eléctrica en una dirección.
Un material semiconductor es aquel que presenta una conductividad eléctrica inferior a la de un
conductor metálico pero superior a la de un aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio.
Sus átomos tienen el orbital más externo parcialmente ocupado por 4 electrones de valencia, que
forman otros tantos enlaces covalentes con otros electrones de valencia de átomos vecinos. A
temperatura ambiente, algunos electrones de valencia pueden absorber la energía calorífica
suficiente como para liberarse del enlace y moverse a través de la red cristalina del sólido,
convirtiéndose en electrones libres portadores de carga negativa, que al aplicarles un potencial
eléctrico se dirigen al polo positivo o ánodo de la pila. Cuando un electrón libre abandona un átomo
deja un hueco o vacante en la red, que pasa a ser un portador de carga positiva. A estos
semiconductores se les denomina intrínsecos. En la práctica, para mejorar la conductividad eléctrica
de los materiales semiconductores se les añaden impurezas formadas por ciertos átomos que
consiguen modificar sus propiedades eléctricas, en un proceso denominado dopado, que da lugar a
los semiconductores extrínsecos. Las impurezas pueden ser átomos pentavalentes, que proporcionan
TEMA: ELECTRÓNICA 12
electrones libres y que dan lugar a semiconductores tipo N, o átomos trivalentes, que proporcionan
huecos en la estructura y que dan lugar a semiconductores tipo P.
Cuando a un material semiconductor se le introducen impurezas de tipo P por un lado y de tipo N
por el otro se forma una unión PN. Los electrones libres de la región N se difunden por la región P
recombinándose con los huecos, por lo que en la región N se crean iones positivos y en la P iones
negativos que interaccionan entre sí. Esta distribución de cargas en la unión establece una barrera de
potencial o región umbral que repele los huecos de la región P y los electrones de la región N. Una
unión PN no conectada a un circuito exterior queda bloqueada y en equilibrio electrónico a
temperatura constante.
Si se polariza la unión PN en sentido directo (polo positivo
de la pila a la región P y el negativo a la N), la tensión de
la pila contrarresta la barrera de potencial creada por la
distribución espacial de cargas en la unión PN,
desbloqueándola y apareciendo una circulación de
electrones de la región N a la P y una circulación de
huecos en sentido contrario. El diodo conduce con una
caída de tensión de 0,6 a 0,7 V, ya que la resistencia
interna es muy pequeña. Si el diodo se polariza de forma
directa se comporta como un interruptor cerrado.
Si se polariza la unión PN en sentido inverso (polo
positivo de la pila a la región N y el negativo a la P), la
tensión de la pila ensancha la barrera de potencial creada
en la unión PN, produciendo un aumento de iones
negativos en la región P y de iones positivos en la región
N, impidiendo la circulación de electrones y de huecos a
través de la unión. El diodo no conduce y toda la tensión
de la pila cae sobre él, ya que la resistencia interna es muy
elevada. Si el diodo se polariza de forma inversa se
comporta como un interruptor abierto.
Cuando un diodo ideal se polariza en inverso (línea horizontal de su
curva característica) no existe intensidad de corriente eléctrica cualquiera
que sea el valor de la tensión aplicada entre el ánodo y el cátodo, por lo
que se comporta como un circuito abierto. Cuando se polariza en directo
(línea vertical de su curva característica) existe una intensidad de
corriente a través de él limitada por el circuito exterior, siendo nula la
tensión entre el ánodo y el cátodo, por lo que se comporta como un
cortocircuito.
TEMA: ELECTRÓNICA 13
Cuando un diodo real se polariza en inverso
existe una pequeña intensidad de corriente
eléctrica I0, denominada corriente inversa de
saturación del diodo. Si la tensión inversa
aplicada aumenta, la intensidad de corriente
crece rápidamente. Si se supera el valor de la
tensión de ruptura VRM, la unión PN se
destruye por avalancha de portadores. Cuando
se polariza en directo, la intensidad de
corriente Id aumenta exponencialmente con
respecto a la tensión aplicada entre el ánodo y
el cátodo Vd. Se considera que no existe
intensidad de corriente hasta que se supera
una tensión umbral Vγ.
Diodos metal-semiconductor. Se fabrican a base de germanio con punta de tungsteno o de oro. El encapsulado es de forma cilíndrica,
de plástico o de vidrio y sobre el cuerpo se marca el cátodo mediante un
anillo serigrafiado. La tensión umbral es de 0,2 V cuando alcanza la
conducción. Sólo es capaz de soportar pequeñas intensidades entre sus
extremos. Se utiliza como detector en los receptores de modulación de
frecuencia.
Fotodiodos. Son dispositivos semiconductores sensibles a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Se polarizan de forma inversa, por lo que se produce una cierta circulación de corriente
cuando son excitados por la luz. Debido a su construcción, se comportan como células
fotovoltaicas, es decir, en ausencia de tensión exterior, generan una tensión muy pequeña teniendo
conectado en positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo.
Diodos rectificadores. Se fabrican a base de silicio. Los distintos encapsulados dependen de la potencia que tengan que
disipar (hasta 1 vatio el encapsulado es de plástico y de metal
para potencias superiores). Este tipo de diodos soporta elevadas
temperaturas, siendo su resistencia muy baja y la corriente en
tensión inversa muy pequeña, gracias a lo cual se pueden
construir diodos de pequeñas dimensiones para potencias
grandes. Se emplean como elemento de protección en circuitos
electrónicos, ya que la desactivación de un relé provoca una
corriente de descarga de la bobina en sentido inverso que pone
en peligro el elemento electrónico utilizado para su activación,
por lo que un diodo polarizado inversamente cortocircuita dicha
corriente, aunque la descarga de la bobina es más lenta.
También se emplean en la construcción de fuentes de
alimentación, aparatos de rayos X, microscopios electrónicos,…
TEMA: ELECTRÓNICA 14
Diodos LED. Su característica fundamental es la capacidad para emitir luz, cuyo color depende de los materiales con los que se fabrica,
cuando se polarizan de forma directa. Cuando el diodo LED se encuentra en
conducción, la energía generada por la recombinación de los portadores de
carga se libera en forma de radiación electromagnética visible. Cuando se
polarizan de forma inversa no emiten luz y no dejan pasar la corriente. El
cátodo es el terminal más corto y el ánodo el más largo. El encapsulado es de
plástico y presenta un chaflán que indica el cátodo. La tensión umbral de este
tipo de diodos se encuentra comprendida entre 1,3 y 4 V dependiendo del
color del mismo. Estos diodos se conectan en serie con una resistencia que
limita la intensidad que circula por ellos (la intensidad mínima para que
emita luz visible es de 4 mA). Se utilizan como pilotos de señalización y
como indicadores visuales. El LED bicolor está formado por dos diodos
conectados en paralelo e inverso y se emplea en la detección de polaridades.
El LED tricolor está formado por dos diodos (verde y rojo) montados con el
cátodo común, de forma que el terminal más corto es el ánodo rojo, el del
centro es el cátodo común y el otro es el ánodo verde.
RIVV LEDt ; si Vt = 9 V, VLED = 2 V e I = 20 mA,
entonces
350
02,0
29
A
V
I
VVR LEDt
Diodos Zener. Son diodos que cuando se polarizan en inverso y cuando la tensión en sus
extremos supera la tensión zener Vz, entra en
conducción y se comporta como una pila donde el
terminal negativo o cátodo del diodo corresponde con
el polo positivo de la pila y el terminal positivo o
ánodo del diodo con el negativo de la pila. La máxima
potencia que un diodo zener puede soportar está
limitada por la máxima intensidad zener Izmax, y se
calcula mediante la expresión maxmax zzz IVP .
TEMA: ELECTRÓNICA 15
4. TRANSISTORES
Los transistores son dispositivos semiconductores que
permiten el control y la regulación de una corriente
grande mediante una señal muy pequeña. Son
componentes electrónicos con tres terminales de
conexión denominados emisor, colector y base. Las
dos primeras son las regiones dopadas con el mismo
tipo de impureza. Los transistores están formados por
dos uniones PN juntas y en oposición en un mismo
material semiconductor, que dan lugar a dos tipos de
transistores:
Transistores PNP. Están formados por un semiconductor con una región
dopada con impurezas tipo N situada entre
dos regiones dopadas con impurezas tipo P,
formando dos uniones PN.
Transistores NPN. Están formados
por un semiconductor con una región
dopada con impurezas tipo P situada entre
dos regiones dopadas con impurezas tipo N,
formando dos uniones PN.
Cada tipo de transistor se tiene que polarizar de una forma distinta al circuito para que éste
funcione. Si es un transistor NPN, el polo positivo de la pila se conecta al colector y a la base, y si
es un transistor PNP, el polo negativo de la pila se conecta al colector y a la base. Todo transistor
presenta 3 zonas de funcionamiento caracterizadas por la polarización de sus uniones PN:
Se dice que el transistor está en corte y que se comporta como un interruptor abierto cuando está sin polarizar, esto es, no hay circulación de electrones por la base y por lo tanto tampoco
entre el colector y el emisor ( 0 ceb II ). Se comporta como dos uniones PN en reposo (las
uniones base-emisor y base-colector están polarizadas inversamente), y se cumple que
pilace VV y VVbe 7,0 .
Se dice que el transistor está en saturación y que se comporta como un interruptor cerrado cuando se polariza haciendo pasar una pequeña corriente entre la base y el emisor (transistor
NPN) o entre la base y el colector (transistor PNP), y se cumple que bc II , VVce 2,0
y VVbe 8,0 . Las uniones base-emisor y base-colector están polarizadas directamente.
Cuando el transistor trabaja en la zona de corte y en la de saturación se dice que actúa en
conmutación, esto es, como si fuera un interruptor.
Se dice que el transistor está en la zona activa y que actúa como un amplificador de corriente cuando por el circuito de base del transistor circula una pequeña corriente que produce una
corriente mucho mayor en el circuito de colector-emisor. La unión base-emisor está
polarizada en directo y la unión base-colector está polarizada en inverso. Se cumple que
bc II , donde β es la ganancia del transistor (relación entre la corriente que circula por el
colector y la que circula por la base).
TEMA: ELECTRÓNICA 16
Para determinar si un transistor es NPN o PNP es imprescindible
saber como se comporta un diodo, ya que un transistor bipolar es,
aproximadamente, equivalente a dos diodos en oposición. Se
selecciona el rango de medida de resistencia en un polímetro
analógico y se toca con el puntero negro la base y con el rojo el
emisor o el colector. Si se trata de un transistor NPN la aguja
indicadora señalará un valor de resistencia muy bajo. A
continuación, se invierte la posición de los punteros, esto es, se
toca con el rojo la base y con el negro el emisor o el colector. La
aguja indicadora señalará un valor de resistencia muy alto. Por
último, se toca con el puntero rojo el colector y con el negro el
emisor. La aguja indicadora señalará un valor de resistencia muy
alto. Si se trata de un transistor PNP, el proceso es exactamente
igual, tan solo hay que cambiar el puntero rojo por el negro.
En todo circuito gobernado por un transistor existe una zona denominada de mando, donde la
corriente entra por la base y sale por el emisor, y una zona de utilización, donde la corriente entra
por el colector y sale por el emisor.
Los encapsulados de los transistores dependen de
la función que realizan en el circuito y de la
potencia que tengan que disipar. Los transistores
de pequeña señal (TO-18, TO-39, TO-92,…)
tienen un encapsulado de plástico y son de
pequeño tamaño, los de media potencia (TO-220,
TO-218, TO-247,…) son algo mayores y tienen en
la parte trasera una chapa metálica que sirve para
evacuar el calor disipado, y los de gran potencia
(TO-3, TO-66, TO-123, TO-213,…) son los que
poseen un mayor tamaño y un encapsulado
enteramente metálico.
TEMA: ELECTRÓNICA 17
5. RELÉS
Los relés son unos componentes electromagnéticos muy utilizados en electrónica, que pueden
funcionar como un interruptor o como un conmutador activado mediante un electroimán. Constan
de dos circuitos independientes:
Circuito electromagnético o de mando. Este circuito es alimentado por una corriente de bajo voltaje, denominada corriente de maniobra, que es capaz de activar el electroimán. Cuando una
corriente de baja intensidad circula por la bobina del electroimán se crea un campo magnético
que imanta un núcleo de hierro dulce que es capaz de atraer un inducido móvil. En este circuito
es necesario instalar un elemento de maniobra y de protección para evitar que permanezca
siempre activado, ya que la bobina es un cable conductor enrollado que ofrece poca resistencia y
que da lugar a un consumo elevado que puede producir un calentamiento en la bobina por
cortocircuito. Las características técnicas de este circuito son:
Corriente de excitación. Es la intensidad necesaria para activar el relé.
Tensión nominal. Es la tensión de trabajo para la cual el relé se activa.
Consumo nominal de la bobina. Es la potencia que consume la bobina cuando el relé está excitado con la tensión nominal a 20 ºC.
TEMA: ELECTRÓNICA 18
Circuito eléctrico de potencia. Es el circuito de uso, esto es, donde se produce la conexión/desconexión de unos contactos por lo que pasan corrientes mayores. Los contactos se
fabrican con aleaciones de plata con cobre, níquel u óxido de cadmio, dependiendo del uso,
aplicación y vida útil necesaria del relé. Como el número de contactos puede ser muy elevado,
con un relé es posible gobernar varios circuitos diferentes. Las características técnicas de este
circuito son:
Tensión de conexión. Es la tensión entre los contactos antes de cerrar o después de abrir.
Intensidad de conexión. Es el valor de la intensidad máxima que el relé puede conectar.
Intensidad máxima de trabajo. Es el valor máximo de la intensidad que puede circular por los contactos cuando se han cerrado.
Las aplicaciones de este tipo de componentes son múltiples: en electricidad, en automatismos
eléctricos, en el control de motores industriales, en electrónica, en interruptores crepusculares, en
alarmas,…
Relé de armaduras Relé en encapsulado tipo DIP